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研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 聚酯是僅次于聚烯烴的第二大類人工合成高分子材料，被廣泛應用于纖維、瓶材、薄膜等領域，與人們的生產生活密切相關。大多數商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金屬化合物的催化下通過熔融縮聚合成的。銻系催化劑是目前綜合性能最好，應用最為廣泛的催化劑，殘留在聚酯中的金屬銻對人類健康和環境有潛在危害，亟待開發新型綠色聚酯合成新方法，消除聚酯中殘留催化劑的危害。 聚酯的工業生產一般分為兩步反應：（1）二元羧酸和二元醇通過酯化反應合成低分子量羥基封端齊聚物；（2）酯交換反應脫除二元醇獲得高分子量聚酯。其中第一步酯化反應不需要外加催化劑，通過二元羧酸單體自身的羧基自催化即可進行，而所謂的聚酯催化劑實質上是第二步反應的酯交換催化劑。只通過第一步酯化反應就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交換反應的進行，是無催化劑熔融縮聚合成高分子量聚酯唯一有效途徑。早在高分子學科創立之初的上世紀20年代末，Carothers就研究了二元羧酸與二元醇可在羧酸單體自催化下熔融酯化縮聚，以期得到聚酯材料，然而產物分子量僅有2-5 kDa，性能太差而無法應用。酯化反應的低平衡常數和高熔體黏度下排除副產物水的困難，被普遍認為是導致自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因。1941年，英國化學家Whinfield和Dickson受Carothers研究的啟發創造性地提出了酯交換策略，通過酯交換反應脫除過量的二元醇合成了分子量高、力學性能優異的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英國ICI公司在1946年實現工業化生產。目前幾乎所有的商品化聚酯都是通過酯交換路線合成的，但是為了克服酯交換反應的能壘，催化劑的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上對此做了總結，認為自催化酯化縮聚合成高分子量聚酯是不可能實現的。 研究團隊通過對自催化酯化縮聚機理的深入研究，得出自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因僅僅在于反應過程中的官能團比例失衡，而非酯化反應的低平衡常數及副產物難以排出。研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。過量的此類二元酸與伯二元醇酯化形成羧基封端的預聚物后，通過三步串聯的基元反應：質子轉移、酸酐形成和再次酯化反應，使得體系中的醇酸官能團比例不斷趨近于等摩爾比，從而在不需要外加催化劑的條件下獲得了高分子量的聚酯。該方法中聚酯產物分子量增長呈現出獨特的“加速”模式，從而在與傳統工藝相近的時間內，通過熔融縮聚獲得了一系列的高分子量無催化劑聚酯，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚（丁二酸乙二醇酯-共-對苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究團隊通過進一步深入研究聚合機理，優化聚合工藝，解決了無催化劑熔融縮聚合成聚酯的單體普適性問題，實現了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的無催化劑合成。 本成果解決了聚酯工業的百年難題，屬于國際首創，并擁有完全的知識產權，具有巨大的應用潛力。

本技術開發了一系列具有自主知識產權的三元可生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯, 不僅性能與 BASF公司開發的Ecoflex相當，具有良好的生物降解性、加工性能和機械性能，而且合成方法相對簡便，在普通的聚酯反應器或加工設備上即可進行。產品性能可通過調整共聚單元的比例或反應時間來加以控制，從而滿足不同領域的應用要求 主要技術、指標： 拉伸強度： 10 ——40 MPa；斷裂伸長率： 100%——1000% 熔融指數：3——10 g/min；分子量：4萬——60萬 建設投產條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設施狀況等）： 年產3000噸所需儀器設備投資1000萬元，廠房1800平米。

我國是世界第一聚酯大國(占全球總量54%以上)，聚酯纖維又是占合成纖維90%的最大合成纖維品種。纖維紡織品的阻燃是解決其著火引發火災的重要措施。我校王玉忠院士的研究團隊針對聚酯的阻燃與抗熔滴相矛盾這一阻燃界長期未解決的技術難題，創造性地提出了“高溫自交聯與炭化”阻燃抗熔滴新原理，開辟了“無傳統阻燃元素”的全新阻燃途徑，并發展了相應的技術，可以同時解決聚酯的阻燃與抗熔滴難題，在國際上處于領先水平。該團隊成功建立了國內首個無鹵本體阻燃聚酯纖維的工業化生產線，解決了無鹵高效阻燃的耐久性問題, 并成為目前國際上主流技術。本技術的阻燃效率高于其他商業化產品，可紡性和力學性能與純PET相近。產品已通過發達國家的相關檢測和認證，產品出口國外。

采用高速紡絲和拉伸技術開發了高收縮滌綸，研制成具有微孔結構、保水率15％－20％的高吸水滌綸，開發了舒適性陽離子染料可染長絲以及共聚酯和纖維。相關成果獲2003年度國家科技進步二等獎、1992年度國家科技進步三等獎、1988年度上海市科技進步一等獎、2002年度上海市科技進步一等獎和1991度紡織部科技進步二等獎等。

成果（技術）簡介： 超支化聚酯/聚氨酯具有高度支化的結構，與相應的線性分子相比，其熔體和溶液黏度較低，故將超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯除了可以提高水性聚氨酯力學性能和耐水性外，還能降低其粘度，有利于進一步提高乳液的固含量。 項目來源：自行開發 技術領域：新材料技術 主要技術特點： 超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯后可使其黏度降低 20%以上，膠膜抗拉 強度提高30%以上。 應用范圍：可應用于織物涂層劑、木器漆、膠粘劑、皮革涂

成果（技術）簡介： 超支化聚酯/聚氨酯具有高度支化的結構，與相應的線性分子相比，其熔體和溶液黏度較低，故將超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯除了可以提高水性聚氨酯力學性能和耐水性外，還能降低其粘度，有利于進一步提高乳液的固含量。 項目來源：自行開發 技術領域：新材料技術 主要技術特點： 超支化聚酯/聚氨酯改性水性聚氨酯后可使其黏度降低 20%以上，膠膜抗拉 強度提高30%以上。 應用范圍：可應用于織物涂層劑、木器漆、膠粘劑、皮革涂

無鹵阻燃聚酯纖維技術包括：常規聚酯纖維（即PET）的阻燃技術、多功能聚酯的開發及其阻燃技術（低熔點阻燃共聚酯技術）。 針對常規聚酯纖維（即PET）的可燃性問題，本技術采用兩種方法。一種是采用我們開發的高效無鹵反應型阻燃劑RFR，該阻燃劑是用于合成阻燃聚酯的理想阻燃劑，該阻燃劑阻燃效率高(用量3%即可達到很好的阻燃性)、不含鹵素、無毒、發煙量小、對設備無腐蝕，對聚酯的其他性能影響不大以及可紡性好等特點，特別是結合納米技術開發的PPET納米復合材料能進一步提高材料的阻燃性能； 另一種是采用我們開發的高效無鹵添加型阻燃劑AFR，這種阻燃劑的許多性能均大大優于小分子的含磷或含鹵素阻燃劑及無機阻燃劑，對材料的其它性能影響較小，尤為突出的是, 熱穩定性高、無毒、添加量少，無需與其它阻燃劑配合使用 , 阻燃效果好。該阻燃劑的熔點適宜聚合物加工溫度，可紡性好。 低熔點阻燃共聚酯技術中我們采用價格低廉的第三單體和阻燃單體RFR共同作用，該聚酯具有優異的阻燃性，熔點在100-210℃之間并且可控，不含鹵素、無毒、成本低、可紡性好、其纖維具有較好的纖維斷裂強力，十分適合用來制作無紡布。阻燃PET及其納米復合材料、低熔點阻燃共聚酯與常規PET的生產設備類似，減少了更新設備的成本。 主要技術、指標： 阻燃PET及其納米復合材料的阻燃性能：LOI≥30、UL-94 V-0級。 阻燃PET及其納米復合材料纖維斷裂強力： ≥3.5 cN/dtex 低熔點  阻燃共聚酯的性能：LOI≥30、UL-94 V-0級、纖維斷裂強力≥2.5 cN/dtex、切片熔點100-210℃（可根據產品使用場所可控）。 阻燃PET纖維及其織物、低熔點阻燃聚酯纖維及其織物的阻燃性能達到“公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標識”（GB 20286-2006 ）的標準。 建設投產條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設施狀況等）： 與普通聚酯和聚酯纖維生產設備裝置相同。

我國目前已成為世界上最大的聚酯(PET)生產國，特別是PET作為纖維材料已占據所有合成纖維80%左右的比例，是合成纖維中產量最大、用途最廣的品種。然而，聚酯因其固有的易燃性和熔融滴落性，使得在一些重要領域（如阻燃防護服與軍服、電子器件等）的應用受到了限制, 而目前已有的無鹵阻燃聚酯幾乎沒有例外地存在燃燒時熔融滴落的缺陷。本項研究通過分子設計合成一種可在聚酯燃燒溫度下自交聯的阻燃耐熔滴共聚酯。該聚酯具有以下特性：（1）其在聚合、加工、紡絲的過程中不會交聯，即不影響紡絲性。（2）其交聯溫度在熔點和熱分解溫度之間，具有一定的加工窗口，同時足以保證聚酯是先交聯后分解而能阻燃抗熔滴。（3）其在燃燒高溫條件下可以快速的交聯，并能達到足夠大的熔體粘度，足以阻燃及抗熔滴。通過高溫自交聯的方法，聚酯的阻燃和耐熔滴相矛盾的問題得到了很好的解決 主要技術、指標： 高溫自交聯聚酯：Tm = 210——245°C，交聯溫度≥350°C，數據分子量≥10000 高溫自交聯聚酯的阻燃性能：HRR≤150kW/m2, UL94為V0，LOI≥30 高溫自交聯聚酯的熔滴性能：樣條直接點燃幾乎不熔滴 建設投產條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設施狀況等）： 與普通聚酯和聚酯纖維生產設備裝置相同

1. 技術特色：1.1新型聚酯材料COFs與現有PC相比的優勢 具有完全獨立自主的核心技術知識產權---研發的相關聚酯COFs技術，在化學材料技術領域是一項重大技術創新，具有領先國際水平的我國自主知識產權，使我國第一次在應用廣泛的工程材料聚酯研發領域，處于國際領先地位! 技術跨代優勢---與現有PC相比，其本質反應的根本創新，潛在價值無法估量。本項目的基技術和產品是聚酯行業領