生物基食品级聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其单体产业化关键技术开发

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2025-09-29

2025-10-30

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需求描述

通过生物基SA-BDO-PBS全产业链的技术研究,解决生物基单体成本高、品质差,生物基PBS聚合难、未达食品级问题。包括以下任务:
(1)低pH高转化率的生物基SA的生产技术。设计高效SA转化途径,构建自主知识产权的高转化率耐酸工程菌株,开发低pH 发酵工艺及多级纯化工艺,制备生物基SA。
(2)高稳定性生物基BDO催化工艺。考察硫、氮等杂质对催化剂中毒、积碳、强度破坏的影响,结合耐氮磷催化剂设计及工艺开发,制备生物基BDO。
(3)聚合级纯化技术及管控标准。生物质原料成分及细胞工厂代谢复杂,导致生物基单体制备中产生副产物,无法满足聚合要求。解析生物基SA、BDO杂质组成,结合杂质与树脂性能的相关性分析,优化结晶、萃取、精馏等纯化工艺,开发聚合级单体生产技术并建立聚合级杂质管控标准。
(4)适配生物基单体的食品级材料制备工艺。设计高效复合催化体系,开发新型生物基PBS可结晶高性能聚酯的聚合技术。针对色泽差、结晶速率慢、低分子析出的问题,开发优化精准聚合反应控制、扩链剂开发、析出物纯化等工艺,结合工程化示范线建设改造匹配新工艺,制备综合性能优异、高生物基含量、达到食品接触标准的PBS材料。

验收标准

产品及技术指标: 开发聚合级生物基丁二酸、聚合级生物基丁二醇、全生物基食品级PBS等3种生物基产品。具体技术指标及产品性能指标如下:
①丁二酸产量≥100g/L,糖酸转化率≥1.0g/g,发酵pH≤3.0,生物基丁二酸产品纯度≥99.7%,达到聚合级,生物碳含量≥98%。
②生物基BDO酸值≤0.02mg KOH/g,转化率≥0.65 g/g葡萄糖,色度≤10Hazen,产品纯度≥99.8%,达到聚合级,生物碳含量≥98%。
③生物基PBS,产品熔指3-35 g/10min,b值≤2,食品接触全迁移≤10 mg/d㎡。生物基PBS生物碳含量≥98%,端羧基含量≤20 mol/t;聚酯产品获得TUV/ DIN CERTCO可生物降解认证、FDA食品接触材料(FCN)认证。
产业化指标:建成5000吨/年产业化示范线不少于一条。
社会效益:相关产品直接销售额超过5000万元/年,年利税超过1000万元。
其他成果:申请国家发明专利3件,发表论文2篇,企业标准2项。

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