聚(丁二酸-1,2-丙二酯)(PPSu)对聚(丁二酸丁二酯-共聚-己二酸丁二酯)(PBSA)的物理改性的研究

聚(丁二酸丁二酯-共聚-己二酸丁二酯)(PBSA)是一种全生物降解材料,但由于其结晶度较高,无定形区比例较少,导致韧性不足。聚(丁二酸-1,2-丙二酯)(PPSu)是一种非结晶的生物可降解聚酯,在室温下处于无定型态。研究了PPSu对于PBSA的物理改性作用,通过DSC、DMA、POM、SEM测试对PBSA/PPSu的共混体系进行了表征,发现这2种脂肪族聚酯的共混物为部分相容体系,少量PPSu和PBSA相容。随PPSu质量分数的增加,共混体系玻璃化转变温度稍有升高,结晶速率下降。PPSu质量分数达10%时,断面刻蚀的SEM图片显示相分离结构。力学性能测试结果表明,在混入少量PPSu后,PBSA的抗冲击强度得到了较大提升。

扩链条件对聚丁二酸丁二酯-共-对苯二甲酸丁二酯/滑石粉共混物性能的影响

将一种多环氧官能团聚合物作为聚丁二酸丁二酯-共-对苯二甲酸丁二酯(PBST)的扩链剂,研究熔体反应挤出过程中的扩链条件对PBST/滑石粉共混物性能的影响。将扩链剂用量、反应温度和螺杆转速作为本研究的主要研究因素,通过方差分析寻找主要影响因素及各因素间交互作用。结果表明,扩链剂用量的影响最为显著,其次是温度,螺杆转速的影响不显著;随着扩链剂用量的增加,熔融温度和结晶温度降低,分子量、熔体黏度和热稳定性增加;同时,随着扩链剂用量的增加,改性PBST强度提高但韧性降低;响应面分析表明扩链剂用量、反应温度和螺杆转速分别为0.66%、200℃和300 r/min时扩链条件最优。

1,4-环己烷二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能

为提高降解塑料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PBAT)的力学性能、热性能及加工性能,在PBAT的分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单体,采用熔融缩聚法,制备了一系列不同CHDM含量的新型聚对苯二甲酸-co-己二酸环己烷二甲酯/对苯二甲酸-co-己二酸丁二酯(PBCAT)。采用傅里叶变换红外光谱仪、液固两用核磁共振仪对共聚酯进行结构表征;利用乌氏黏度计、万能电子拉伸机、差示扫描量热仪、维卡软化点测试机、接触角测量仪分别测试了共聚酯的黏均分子量、力学性能、热性能和亲水性。结果表明,随着CHDM物质的量的增加,PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度均呈现先降低后升高的趋势,熔点由136℃降至114℃,然后升至123℃,结晶温度由90℃降至46℃,然后升至61℃,结晶度下降。当PBCAT共聚酯的黏均分子量可达126 075 g/mol,水接触角均小于90°,材料具有良好的亲水性能。当CHDM物质的量占醇总量的25%时,PBCAT共聚酯综合性能最好,拉伸强度为20.74 MPa,与PBAT相比,提升了17%,且该共聚酯结晶度小,熔融温度较PBAT降低了7.4℃,维卡软化点达到127.4℃。

纳米SiO_2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料的力学及流变性能

用熔融共混法制备纳米SiO2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、万能拉力机及流变分析仪等,研究改性纳米SiO2的加入对复合材料体系的力学及流变性能的影响。研究结果表明:钛酸酯偶联剂与纳米SiO2发生强烈的键合作用,使得纳米SiO2能较好分散在基体中。当SiO2的质量分数为2%时,PCL/PBSA/纳米SiO2复合材料的缺口冲击性能有明显提高,此后随着改性纳米SiO2含量的提高,其断裂伸长率和拉伸强度呈下降趋势;熔融状态下,复合材料体系剪切储能模量(G′)和损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势,复合材料体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体;少量的改性纳米SiO2可以均匀分散在PCL/PBSA基体树脂中,并能显著提高复合体系的韧性,但当加入量过多时,容易发生团聚现象,并使得冲击强度、断裂伸长率等性能降低。

聚己内酯/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物熔融共混体系的力学性能、结晶及流变行为研究

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)共混体系,采用万能拉力机、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪分别研究了共混体系的力学性能、结晶和流变行为。结果表明,PCL/PBSA为不完全相容的体系,共混体系的相形态依赖于共混物的组分比,随着PBSA组分含量的增加,相形态发生变化,存在不相容的相界面,适量的添加PBSA能改善PCL的结晶、流变及力学行为。

异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混物的增容剂,通过熔融共混法制备了PBAT/PLA/IPDI共混粒子并吹制得到薄膜。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、拉伸试验、热重分析和水蒸气透过率测试等研究了不同含量IPDI对共混薄膜形态结构、结晶性能、力学性能、热性能和阻隔性能的影响。结果表明,IPDI的异氰酸酯基团能与PBAT和PLA发生化学反应,分散相尺寸变小,两相界面变得模糊,有效改善了共混物的相容性。随着IPDI含量的增加,共混物中PBAT的结晶度升高,薄膜的拉伸强度逐渐增大,水蒸气阻隔性能呈现先增大后减小的趋势。当IPDI质量分数为0.5%时,PBAT/PLA/IPDI薄膜的横纵向拉伸强度相较于纯PBAT/PLA薄膜分别提升了74.2%和28.6%,断裂伸长率维持在790%和244%,水蒸气透过率降低了38.2%,表现出良好的力学和水蒸气阻隔等综合性能。

聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物全生物降解共混物研究进展

介绍了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物全生物降解共混物的研究进展,其中重点介绍了其相容性与相态结构、熔融与结晶性能、力学性能、加工性能等方面的研究成果。

己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物对聚乳酸的增韧改性

采用熔融共混法在同向旋转双螺杆挤出机上制备了不同配比的聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)共混物、PLA/PBAT/扩链剂(ADR)共混物和不同工艺条件时(不同螺杆转速、不同温度)的PLA/PBAT共混物;通过扫描电子显微镜考察了共混物的形态结构,并对其冲击性能进行了测试。结果表明,在PLA/PBAT配比为85/15时共混物呈现出韧性断面,同时冲击强度也明显增加,说明PBAT的加入大大改善了PLA的脆性;扩链剂ADR的加入,进一步改善了共混物的韧性,在ADR用量为0.6%时,冲击强度提高了320%;随着螺杆转速的增加,PLA/PBAT(85/15)共混物的韧性提高,在螺杆转速为80r/min时冲击强度达到最大值11.25kJ/m2。

聚乳酸(PLA)/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)/乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)共混物的结晶行为

采用熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)/乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)共混物。用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)分析了乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)对共混物PLA结晶行为的影响。结果表明当PLA/PBAT含量为80/20(质量比)时,随着ATBC量的增加,PLA的T_g、T_c和T_m降低,结晶度提高,球晶生长速率增加。

含5-FU聚丁二酸丁二酯共聚物的合成及释药性研究

通过熔融缩聚法成功合成了一种主链含5-氟尿嘧啶(5-FU)的可生物降解聚丁二酸丁二酯共聚物前药,采用红外分光光度法、核磁共振法和紫外分光光度法对共聚物结构进行了表征,并对共聚物的体外释药性能进行了初步试验。结果表明共聚物具有预期的结构并具有体外释药性,共聚物在p H 1.7的缓冲液中120 h最大释药率为80.3%。共聚物具有良好的降解性能和释药性能,可作为一种新颖的可生物降解药物缓释材料。

生物可降解聚丁二酸/2,2-二甲基丁二酸丁二酯系列共聚物的合成与性能研究

采用丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BD)、2,2-二甲基丁二酸(2MSA)合成了一系列聚丁二酸/2,2-二甲基丁二酸丁二酯共聚物(PBS-2M),利用DSC、1H-NMR和X射线分析等测试手段对共聚物组成、热力学性能、结晶性能、等温结晶行为进行了研究。结果表明,2,2-二甲基丁二酸共聚单元的引入显著改变了聚丁二酸丁二酯(PBS)的热学性能,利用Hoffman-Week曲线得到的共聚物平衡熔点随共聚组分含量的增加显著降低,玻璃化转变温度亦有所降低,结晶熔点则符合无规共聚物的Flory方程。此外,利用Avrami方程对均聚物PBS以及共聚物PBS-2M-20分别进行了等温结晶行为研究,结果表明,共聚使结晶速率降低,PBS和PBS-2M-20的Avrami指数分别介于2.8～3.0和2.6～2.8之间,结晶方式为三维生长异相成核,X射线分析证明共聚不影响晶体结构。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)降解菌的分离鉴定和降解能力测定

【目的】研究能够降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)的微生物及其降解能力。【方法】以PBAT粉末为唯一碳源,从南疆疏勒县铺覆PBAT生物降解膜的土样中分离可有效降解PBAT聚合物的微生物,利用16S rDNA序列对比分析进行菌株鉴定。采用失重法和扫描电镜观察,测定菌株的降解能力。【结果】从土壤中分离获得一株能够明显降解PBAT聚合物的细菌XJSL2,经16S rDNA序列分析鉴定为Sphingopyxis ginsengisoli,经过60 d培养,该菌株对PBAT颗粒的实际降解率达到0.92%。【结论】菌株XJSL2能够显著降解PBAT聚合物,对于PBAT的再生利用具有潜在应用价值,土壤中还存在着大量能够降解PBAT的微生物。

聚丁二酸丁二酯/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/纳米高岭土熔融共混力学性能、流变及降解行为研究

用熔融共混挤出法制备的聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[poly(3HB-co-4HB)]/纳米高岭土(nano Kaolin)复合降解材料;利用万能拉力机、旋转流变仪和SEM对其力学性能、流变行为、微观结构及降解性能进行研究。结果表明,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/8)复合降解材料的缺口冲击强度、断裂伸长率达到最大,此后随着nano Kaolin质量百分比增加,而呈下降趋势;在室外自然条件下,经过土埋一段时间后的降解实验,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/12)复合材料发生了明显的降解,复合降解材料的失重率也已经降到64%左右,说明材料的降解性能较好;纳米复合降解材料熔融剪切储能模量(G′),剪切损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势。

脂肪酶催化液-固反应合成聚丁二酸丁二酯

以固定化酶Novozyme435为催化剂,在液-固混合体系中经酶催化1,4-丁二醇与丁二酸缩聚合成聚丁二酸丁二酯(PBS),考察反应条件对聚合效果的影响。采用GPC法对产物重均分子量Mw和分子量分布MwMn进行了测定;采用核磁共振法对产物结构进行了鉴定。最佳反应条件为:丁二酸与1,4-丁二醇的物质的量的比为17:23,Novozyme435用量为底物总质量的7%,聚合温度为65℃。以底物总质量200%的二苯醚为反应介质,真空条件下聚合48h,PBS的最大Mw可达到50800(MwMn=1.36)。实验表明,丁二酸在反应介质中的溶解程度和副产物水的去除是限制PBS聚合效果的最主要因素。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜对土壤氨氧化和反硝化微生物变化的影响

【目的】研究聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)生物降解膜对土壤理化性质及氮循环相关微生物的影响。【方法】以铺覆PE膜为对照,利用实时荧光定量PCR和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术解析铺覆PBAT生物降解膜中土壤氮循环相关微生物的数量和群落多样性。【结果】同种作物(除棉花外)铺覆PE膜和PBAT生物降解膜土壤理化性质差异不显著。同种作物铺覆PBAT生物降解膜与PE膜之间,AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度无显著差异,而不同作物对AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度的影响较为明显。【结论】PE膜和PBAT生物降解膜对土壤理化性质及氮循环微生物的影响差异不显著,PBAT生物降解膜可以作为PE膜的替代品以解决PE膜造成的白色污染。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜对土壤酶活性的影响

【目的】研究聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)生物降解膜对土壤酶活性的影响,为PBAT生物降解膜替代PE地膜提供理论参考。【方法】以铺覆传统PE膜为对照,通过脲酶、淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶活性测定解析铺覆PBAT生物降解膜对土壤代谢活性的影响。【结果】同种作物铺覆PBAT生物降解膜与PE膜之间,脲酶、淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶活性无显著差异(P>0.05),而且不同作物(除棉花外)之间土壤酶活也无显著差异(P>0.05),部分土壤酶活性与速效钾、速效磷呈显著相关性(P<0.05)。【结论】PE膜和PBAT生物降解膜对土壤酶活性的影响无显著差异。

聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯泡沫塑料的制备

以超临界CO_2流体为物理发泡剂,CaCO_3为成核剂,采用釜压发泡法制备了聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯泡沫塑料,考察了成核剂含量和工艺参数对泡沫塑料性能的影响。结果表明:成核剂的加入可降低泡沫塑料的体积密度和泡孔直径,较理想的成核剂质量分数为10%;工艺参数对产物性能有明显影响,其中,发泡温度和浸泡温度对产物性能有较大影响,浸泡时间过短可导致泡孔尺寸不均一,泡孔塌陷明显。较优的工艺参数:浸泡温度为110℃,浸泡时间为60 min,发泡温度为70℃,保压时间为30 min,制备的泡沫塑料体积密度可达0.11 g/cm^3,发泡倍率为10.90倍,泡孔直径为10~50μm。

PBAT-g-MA对热塑性淀粉/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯共混合金性能的影响

以马来酸酐(MAH)和聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为原料采用熔融接枝法合成相容剂聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯接枝马来酸酐(PBAT-g-MA),并通过熔融挤出共混的方法制备了热塑性淀粉(TPS)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混合金。研究了PBAT-g-MA用量对TPS/PBAT共混材料力学性能、热性能、微观形貌、加工性能的影响。结果表明,PBAT-g-MA提高了TPS/PBAT二元共混合金的力学性能,当PBAT-g-MA质量分数为7%时,材料的拉伸强度为9.8 MPa,比未添加增容剂的共混材料提高了92.1%,断裂伸长率为64.3%,比未添加增容剂的共混材料提高了83.7%,SEM显示PBAT-g-MA大大改善了TPS/PBAT二元共混合金的界面相容性。

聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二酯流变性能研究

采用毛细管流变仪研究了聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二酯(PBST)的流变性能。结果表明:PBST熔体为切力变稀型流体,黏流活化能较低,具有较好的成纤性能。同时,讨论了相对分子质量、剪切速率、温度对PBST熔体流动曲线、非牛顿指数、结构黏度指数等的影响,为生物可降解性PBST纤维的生产工艺提供了理论依据。

超临界CO_(2)辅助聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二酯珠粒发泡

聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)化学结构相似,熔融温度相近且结晶速率、熔体强度等性能互补的特点在PET/PBT合金化方面得到广泛应用。文中采用扩链剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMA-g-GMA)和碳纳米管(CNTs)协同改性PET/PBT,并通过超临界CO_(2)浸渍辅助发泡制备了PET/PBT发泡珠粒。结果表明,EMA-g-GMA(EG)的加入起到了扩链增容效果,提高了体系交联度和黏弹性;CNTs的加入有效提高了体系稳定性和黏度,并延缓了PET/PBT基体的降解;EG和CNTs的加入使可发泡温度从260℃降至200℃,泡孔分布趋于均匀,泡孔结构得到改善;在260℃,平均泡孔尺寸从4.4μm降至3.37μm,泡孔密度从3.06×10^(9)cm^(-3)提高至5.32×10^(9)cm^(-3);PET/PBT/EG,PET/PBT/CNTs和PET/PBT/EG/CNTs的拉伸强度相比于PET/PBT,分别提高了97%,67.6%和79.3%,断裂伸长率分别提高了93.4%,57.4%和80.3%。