PEN是聚萘二甲酸乙二酯的简称,是20世纪90年代商业化的新兴高性能聚酯产品,它可以作为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的优良替代品,也是近年发展应用快速的高分子材料之一。

PEN简介

PEN合成路线一般以2,6-萘二甲酸和乙二醇或2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇为原料通过酯化或酯交换反应合成单体2,6-BHEN(2,6-萘二甲酸乙二醇酯),再经过缩聚反应合成PEN(聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯),最后通过固相缩聚合成高分子量PEN。萘环的引入使PEN具有优越的物理机械性能、耐热性能、染色性能、力学性能、气体阻隔性能以及抗紫外辐射性。图PEN化学式萘环比苯环的体积大,空间位阻的作用更强,导致金属离子进攻困难,并且萘环共振效应比苯环大,金属离子进攻羰基的亲电反应产生的中间体比苯环稳定。因此,生产PEN的反应速率比PET慢。反应温度提高虽然可加快反应速度,但温度过高则导致乙二醇大量蒸发而影响酯交换率,控制在℃左右较为适宜。酯交换法是目前工业化生产PEN所采用的方法。PEN产品的商业化难点在于生产成本高,其生产成本主要取决于单体2,6-NDA和2,6-NDC,归根于前体2,6-DMN的分离和制备难度大,以及单体2,6-NDA的提纯繁杂。因此,需要不断研究开发新技术和新方法,以解决前体和单体分离提纯难的问题,从而降低PEN的生产成本。

PEN生产概况

国外日本对聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的研究最早,是年帝人公司首先开展的,年,帝人公司建成年产70-80吨的小型生产线专门用于生产PEN薄膜,年建成t/aPEN薄膜生产线,并命名为“Teonex”;年,壳牌化学公司PEN实现工业化生产,生产出了纤维级PEN树脂,商品名为“Vituf”;同年,伊士曼柯达完成PEN均聚物切片的工业化生产,可供高性能纤维和薄膜使用,牌号为。目前全球生产PEN的企业有帝人、东洋纺、三菱化学、钟纺、UniPET、MG、KOSA、伊士曼、杜邦及Kolon等为数不多的聚酯相关企业。国内国内四川大学与东方绝缘材料厂试生产过PEN,仪征化纤股份公司产品技术开发中心进行过PEN的合成及其工业化的研究,桂林电器科学研究所进行过合成PEN并将其用于制造F级绝缘材料。目前国内的PEN研发生产仍然比较薄弱,但中国石化、中国石油等公司已先后布局PEN上中下游产业链的相关研究课题,着力于从源头降低PEN的制造成本,并进行PEN产品的推广。预计在未来十到二十年,我国也将能自主研发制造先进的PEN薄膜、PEN纤维、PEN瓶以及PEN纳米材料等,逐步实现由PET到PEN的跨越。我国聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)产品需求主要依赖进口,新思界产业研究数据显示,全球PEN主要供应地区为美国、日本、欧洲等地区,年我国聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)产品进口量为吨。

PEN的应用及前景展望

PEN由于模量高、尺寸稳定性好、不变形、弹性高、刚性好等特点,在薄膜、片材、中空材料、纤维、工程塑料等领域已有较为广泛的应用,成为全球开发最快、应用前景最广的树脂材料之一。其优秀的气体阻隔性能、F级(耐℃高温)耐热绝缘材料的PEN,在日本广泛的应用在灭火器上。近年来,PEN薄膜主要应用在柔性印刷电路板、电容器膜、F级绝缘膜等方面,而PEN薄膜新的用途仍然在不断开发中。PEN膜也被用于汽车感测器及绝缘零配件方面,如传动带、制动油管、轮胎帘子线。随着聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)热度的不断增长,我国PEN产品需求日渐增多,而PEN凭借其优势已经在某些中高端领域逐步取代PET产品,尤其是在食品、化妆品、饮品等与人体密切接触的领域。PEN在未来将逐步占领聚酯市场。我国PEN行业亟需打破国外垄断,建立具有自主知识产权的PEN生产线。大力开发研制国产PEN产品意义重大,行业前景广阔。

内容来源:新思界网、中国化工报、化工新材料编辑整理

艾邦编辑:艾达

艾邦建有工程塑料产业链

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