生物质基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)应用研究进展

由于石油资源的日益枯竭,通过生物资源发酵得到琥珀酸来生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS),以替代现在石油基产品为原料的PBS,是PBS产业发展的新方向,丁二酸发酵的商业化促进了生物质基PBS的发展和应用,通过对PBS进行各种改性以及加工成型,制得各类制品,使PBS产品能够应用于不同领域,生物质基PBS作为一种绿色塑料具有广阔的发展前景。

PBS-g-MAH及MAH对PBS/淀粉合金力学性能的影响

通过在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/淀粉合金中加入PBS-g-MAH,改善合金材料的力学性能;同时通过“一步法”挤出改善材料的力学性能。研究了PBS-g-MAH和MAH的加入量对材料力学性能的变影响;通过SEM及DSC观察了合金中两相相容性的改善情况和材料熔融热行为的变化。结果表明,两种改性方法改善了合金材料的力学性能。当体系中含有5%接枝物时,合金的拉伸强度相对于不加助剂提高68%,冲击强度提高70%;当MAH加入量为PBS的1%时,其拉伸强度提高约94%,冲击强度提高143%;体系的相容性也得提高,合金的熔点也发生了不同程度的变化。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)降解菌的筛选及降解特性研究

通过土壤筛选和诱变,获得了一株对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有降解作用的真菌Aspergillus versicolor DS0503-a,探讨了该菌株及其产生的PBS降解酶的作用机制,同时进行了菌株混合培养降解PBS的实验,从菌株互生和酶协同作用的角度探索了混菌降解PBS的特性和规律.结果表明:该菌株对PBS粉末和薄膜都具有明显的降解作用,产酶的最适pH值和温度分别为5.5和28℃;分泌的解聚酶以外切形式从羧基端对PBS链进行剪切,特定菌株的混合培养可以显著提高微生物对PBS的降解效率.

PBS降解过程对植物发芽和生理特性的影响研究

采用青菜(Green vegetables)和生菜(Romaine lettuce)的种子发芽和室外盆栽实验,通过考察植物的种子发芽、生物量以及叶绿素质量浓度等指标,研究了可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对青菜和生菜发芽和生长过程中生理特性(植株地上鲜、干质量,地下鲜、干质量,株高,根长,叶片数,叶绿素质量浓度)的影响。研究结果表明:(1)土壤中加入PBS有利于青菜种子的发芽,较大幅度的提高了其发芽率、苗长、根长等,并且随着PBS质量分数的增加这种促进作用越发明显,PBS×100处理组的苗长和根长较空白对照组分别增长了12.9%和26.1%;(2)低质量分数的PBS对青菜和生菜的发芽、生长以及叶绿素的合成具有一定的促进作用,但是高质量分数的PBS则会产生轻微的抑制作用。

热塑性淀粉/PBS共混物的微生物降解性研究

以甘油作为增塑剂,采用玉米淀粉与改性后的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混制备出淀粉/PBS共混材料。对这种改善了两相相容性的共混材料在特定微生物条件下的降解行为进行了研究。结果显示,共混物降解28天后,含有30%PBS的共混物质量损失达到35%左右,其力学性能只有降解前的20%,甘油含量减小和PBS含量增加均能减缓材料的降解。且随着降解时间的延长,PBS的结晶度和熔点有所提高。

溶剂浇铸-粒子沥滤法制备PBS/PCL组织工程支架

选用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/聚ε-己内酯(PCL)共混材料作为组织工程支架材料基质,氯化钠和葡萄糖颗粒作为致孔剂,在传统的溶剂浇铸-粒子沥滤法的基础上,通过调节PBS/PCL的质量分数制得了不同尺寸且孔径、孔隙率满足组织工程支架要求的PBS/PCL多孔支架.对多孔支架的微结构、孔径、孔形态和亲水性进行了表征,研究了PBS/PCL的质量分数、致孔剂粒径对支架成型及孔隙率的影响.结果表明,PBS/PCL的质量分数对支架成型影响较大,过低或过高的质量分数都会导致支架成型性差,质量分数在6%～10%时支架成型较好.利用质量分数为8%的PBS/PCL溶液可以制备形状复杂的多孔支架.所制支架内部孔洞分布均匀,贯通性好,孔径可由致孔剂的粒径来调控,支架孔隙率为86%～93%.支架亲水性良好,吸水率随孔隙率的增大而上升.

γ射线辐射对秸秆粉/PBS复合材料性能的影响

采用60Co-γ射线对秸秆粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料进行了辐射改性,研究了三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)的吸收剂量和辐射敏化剂含量对秸秆粉/PBS复合材料力学性能和热学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了秸秆粉/PBS复合材料在辐射改性前后的冲击断面。结果表明,当TAIC含量为2%时,秸秆粉/PBS复合材料经30 kGy剂量辐射后,其拉伸强度和弯曲强度分别提高了25%和39.8%;辐射对秸秆粉/PBS复合材料的热稳定性能的影响不明显;辐射增强了秸秆粉和PBS之间的界面粘结性。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生物降解过程对植物生长的影响评价

通过苏丹草(Sorghum sudanense Stapf)、籽粒笕(Amaranthus hypochondriacus L.)、豇豆(Vigna sesquipedalis Wight)种子的发芽试验及其盆栽试验,考察了PBS在土壤浸提液中的生物降解性能,探讨了PBS高聚物、低聚物和合成单体对植物的发芽和生长影响。研究结果表明:①在土壤浸提液中微生物对PBS有一定的降解作用,且在降解过程中,降解液的pH变化不明显;②PBS高聚物的降解产物对植物生长没有影响;③P BS低聚物在降解初期抑制部分植物的幼苗生长,后期对植物的生长没有影响;④当丁二酸的质量浓度低于200 mg.L-1时,对植物种子的发芽和幼苗生长不会产生影响,当质量浓度高于500 mg.L-1时,将抑制幼苗生长;当1,4-丁二醇的质量浓度低于2 000 mg.L-1时,对种子的发芽和生长没有影响。

PBS与PLLA双螺杆挤出共混体系的相容性、结晶与性能分析

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与聚乳酸(PLLA)通过熔融挤出的方法共混,研究二者的相容性、形貌、结晶及力学性能.结果表明,PBS与PLLA是完全不相容的.随着两组分相对质量含量的变化,共混物的形貌由一种组分组成的连续相(PBS)、另一种组分为分散相的海岛状(PLLA)形态变为双连续相,再到另一种海岛状(PBS)的形态结构.这种形态结构影响了PBS的结晶与力学性能.当PBS质量含量较低时,由于不同PBS微区引起成核杂质的活性不同,PBS发生了分级结晶,形成更细的晶体,相应共混物的断裂伸长率提高.但是PBS与PLLA的共混物的拉伸强度和模量由PLLA的质量含量主导,与PLLA的质量含量的增加呈正相关性.PBS与PLLA共混物的动态模量由于受两组分的结晶、玻璃化温度及结构的影响而呈现出复杂的变化.

相容剂对PLA/PBS/秸秆粉木塑复合材料性能的影响

利用注塑机制备了PLA/PBS/秸秆粉可生物降解木塑复合样条,通过电镜扫描(SEM)和力学性能测试,探讨了不同含量的马来酸酐接枝聚乳酸(MAPLA)、5%硅烷处理秸秆粉以及2种相容剂同时加入对PLA/PBS/秸秆粉可生物降解木塑复合材料力学性能和断面微观结构形态的影响。结果表明:当MAPLA含量为5%时,弯曲强度和拉伸强度最大,分别为20.51 MPa和19.03 MPa,较未添加时分别提高了146.72%和118.07%。当MAPLA含量为3%时,冲击强度最大,为20.36 kJ/m^2,较未添加时提高了36.19%。5%硅烷和5%MAPLA组合处理对PLA/PBS/秸秆粉木塑复合材料界面相容性有显著的改善,但对木塑复合材料力学性能的提高不是很明显。

AZ31镁合金板在PBS模拟体液中的腐蚀行为和拉伸性能

将AZ31镁合金板浸泡于磷酸盐缓冲液(PBS)模拟体液中,对其腐蚀行为和拉伸性能随浸泡时间的变化规律进行了研究。结果表明:AZ31镁合金板的弹性模量和断后伸长率与腐蚀速率的变化规律一致,均随浸泡时间的延长呈指数规律下降;浸泡28d后,弹性模量和断后伸长率分别下降了约10%和20%,抗拉强度的下降不足5%。

紫外线诱变选育聚丁二酸丁二醇酯(PBS)高降解活性菌株

以PBS降解菌HJ03(Alternaria sp.)为出发菌株,通过紫外诱变,透明圈初筛及PBS薄膜复筛,获得一株降解能力增强且对温度和pH耐受力均得到提高的突变株HJ10。与出发菌株相比,HJ10在培养初期气生菌丝少,而培养7d时菌落致密且生长速度较快。经过连续继代培养7代后发现,突变株的降解活力保持了良好的遗传稳定性,其降解率较出发菌株提高百分比达14.4%以上;在最适降解温度范围内(25℃～30℃)和不适宜降解的温度条件下突变菌株HJ10的降解率均高于出发菌株;各pH条件下,突变株对PBS的降解能力明显优于出发菌株,尤其在pH 5.0时降解率提高了22.80%。

不同相对分子质量PBS基共聚物的降解产物对土壤微生物的影响研究

以陕西花园土为供试土样,采用室内模拟实验,在土壤中加入一定量的聚丁二酸丁二醇酯(PBS),研究不同数均相对分子质量的PBS(Mn分别为3.46×103、8.13×103、1.60×104、3.50×104)对土壤呼吸强度,微生物(细菌(bacteria)、真菌(fungi)、放线菌(actinomycetes))数量的影响,以此来探讨PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响。研究结果表明:①相对分子质量为3.46×103和8.13×103的PBS在其质量分数较低时有利于土壤呼吸强度的增加,有利于细菌的生长,最大增长幅度达到40%,在其质量分数较高时有利于真菌生长,最大增长幅度达到500%。②相对分子质量为1.60×104和3.00×104的PBS随着PBS质量分数的升高,对土壤呼吸强度和微生物数量的促进作用相应增加,对土壤呼吸强度的提高幅度最大达11.6%,对真菌的提高幅度达178%。

以家庭为中心的PBS理论及其在中国的现实性

以家庭为中心的积极行为支持(PBS)干预模式是一种在家庭情境中干预儿童行为问题的理念和技术,它对于行为管理领域倡导开发积极的、教育性的、非强制性的干预方法具有重要的意义。通过详细阐释该模式的概念、历史发展、理论基础、特点以及实施程序,在此基础上,就源于美国的PBS干预模式能否在我国本土生根发芽的可行性及遇到的问题进行现实性分析。

利用SPDC和PBS实现受控非门的有效方案

任意一个N量子比特逻辑运算可以由一系列单量子比特门和受控非门实现[1]。因此,这两种量子逻辑门的实现是研究量子计算自然的目标。虽然单量子比特门易于实现,但是由于光子间的相互作用比较弱,所以很难实现受控非门的操作。本文基于T.B.Pittman[2]与A.L.Migdall[3]等人的工作,提出了利用自发参量下转换(SPDC)过程采用多点延时探测触发的方法获得高效单光子源,提高实现受控非门效率的理论方案。

PBS理论在特殊儿童问题行为干预中的应用研究

PBS理论广泛应用于儿童问题行为的干预,经过30多年的发展,在理论及实践层面都取得一系列成果。文章对CNKI中的102篇特殊儿童问题行为的干预研究进行梳理,分别从被试、干预环境、问题行为和功能、干预策略及效果四个方面进行分析和总结,发现研究中使用的策略主要包括:前事控制、行为教导、后果处理、生态环境改善及其它变量介入策略等,且研究表明,这些方法都对特殊儿童的问题行为的干预具有积极效果。因此提出倡导教育者应当掌握一定的行为管理策略,在行为干预过程中注重问题行为的功能评估和加强问题行为干预环境的生态化。

PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响研究

以陕西的花园土为供试土壤,采用室内模拟,在土壤中添加一定量的聚丁二酸丁二醇酯(PBS),研究不同分子质量的PBS降解产物对土壤呼吸强度和微生物(细菌、真菌、放线菌和微生物总量)数量的影响.研究结果表明:PBS1(Mn为1.60×104)和PBS2(Mn为3.00×104)处理组均有利于土壤呼吸强度的增加,其中PBS2处理组的促进作用更加明显;PBS1和PBS2处理组在浓度较高时均有利于细菌、真菌、放线菌、微生物总量等数量的增加,但是两者在浓度较低时作用不明显.

虎杖提取物/PBS复合材料对蚯蚓生长过程的毒性影响评价

从天然植物虎杖中提取有效成分,并与可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合,探究了虎杖提取物对PBS的影响,同时将复合材料粉碎并混入土壤中,通过检测蚯蚓体内的蛋白质含量、过氧化氢酶及纤维素酶活性对其对土壤污染程度进行了环境评价,结果表明:虎杖提取物/PBS复合材料的亲水性大大增加,虎杖提取物对PBS结晶也有一定促进作用.虎杖提取物/PBS复合材料降解伴随PBS的降解和提取物的降解协同产生,提取物作为小分子物质首先被微生物侵蚀,增大了复合材料与微生物及水分子的接触面积.虎杖提取物及其复合材料能够对蚯蚓中的蛋白质的合成、过氧化氢酶(CAT)、纤维素酶的活性起到促进作用,对环境友好.

PBS降解性能与环境影响评价的研究

从聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成原料、低聚物及降解产物等方面探讨了PBS在生物降解过程中对种子发芽、植物的生长和环境理化性状的影响,旨在评价PBS在生物降解过程中对环境的影响。结果表明,当丁二酸浓度高于500 mg/L时,抑制种子的生长;PBS低聚物降解初期的产物,抑制植物幼苗的生长;在40 d的降解过程中,PBS显示了一定的降解性,并为能在陕西当地土壤中筛选、培养出降解PBS的微生物提供了依据。

聚碳酸酯二醇共聚改性PBS的制备及性能

为降低PBS的降解速率,以不同聚合度的聚碳酸酯二醇(PCDL)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行了共聚改性。1H-NMR和GPC结果表明,通过熔融缩聚成功合成了数均分子量Mn大于46000的聚(丁二醇丁二酸-co-聚碳酸酯二醇)共聚酯P(BS-co-CDL)。DSC和TG测试结果表明,PCDL的加入使材料的结晶度、熔点及结晶温度降低,耐热性提高。力学性能测试结果表明,PCDL的加入使材料的强度和模量降低,断裂伸长明显增加。其中,4#2000-3%样品的拉伸强度为38.85 MPa,弹性模量为263.13 MPa,断裂伸长率为455.84%。65℃磷酸盐缓冲液中降解性能测试表明,与PBS相比,PCDL的引入使P(BS-co-CDL)共聚酯的降解速率较慢,其中,4#2000-3%样品的降解速率最慢,36 d后,失重率为3.21%,此时,P(BS-co-CDL)的综合性能最佳。