聚丁二酸丁二醇酯性能调控策略及应用

为进一步推动可降解高分子材料的研究及产业化道路的发展,以改善聚丁二酸丁二醇酯(PBS)性能及开发功能化材料为目标,通过整理归纳聚合物性能调控策略,综述以聚合物共混改性、分子结构共聚改性及链段扩链改性手段的最新研究成果。讨论了改性单体及结构单元对聚合物的链结构及聚集态结构的影响,具体阐述了柔性、刚性及功能性结构单体在链段中的作用及调控;讨论了分子链结构的引入方式及链结构对聚合物性能的调控,分析嵌段共聚物反应机制及典型化学结构与制备路线;最后总结不同调控策略对聚合物的影响,并指出改性策略与性能的调控需要结合产品需求—生产—应用一体化发展来设计,为PBS基改性产品需求及产业化应用提供研发制备思路。

阻燃聚丁二酸丁二醇酯的研究进展

综述了近年来聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料阻燃改性技术的研究进展,并分析了其阻燃机理。常用于PBS复合材料的阻燃剂以磷氮系阻燃剂、纳米阻燃剂、生物基阻燃剂及其复配体系为主。其中磷氮系阻燃剂的开发和改性方案最多,尤其是基于聚磷酸铵(APP)的阻燃体系是目前研究最多也是最有效的体系,包括APP和纳米阻燃剂的复配体系以及APP和生物基阻燃剂的复配体系。本文同时对各种阻燃体系的阻燃性能及典型阻燃机理进行了总结。

后道拉伸对聚丁二酸丁二醇酯/丝胶蛋白共混纤维结构与性能的影响

为提高纤维的力学性能,采用后道拉伸处理聚丁二酸丁二醇酯(poly(butylene succinate),PBS)/丝胶蛋白(silk sericin,SS)共混纤维,研究拉伸倍数和拉伸温度对纤维形态结构、化学结构、热性能、力学性能与降解性能的影响。结果表明,随着拉伸倍数增加,PBS与丝胶蛋白发生相对位移,纤维表面沿拉伸方向出现明显条纹;随着拉伸温度增加,纤维表面的条纹减少,表明温度的增加提高了PBS分子链的运动能力,使纤维保持致密结构。随着拉伸倍数和拉伸温度的提高,共混纤维的力学性能和结晶度呈现先增加后减小的趋势,在后道拉伸倍数为4倍,拉伸温度为75℃时,纤维的结晶度可达61.30%,此条件下的纤维断裂强度最大为2.0 cN/dtex,接近粘胶纤维的力学强度,可满足纺纱、非织造等纺织加工工艺的要求。

聚丙烯酸钠对聚丁二酸丁二醇酯水解性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丁二酸丁二醇酯/聚丙烯酸钠(PBS/PAAS)共混物,探究PAAS对PBS水解性能的影响。通过吸水率和失重率分析了共混物的水解性能,利用拉力试验机、差示扫描量热、扫描电镜和X射线衍射仪等对共混物的力学性能及水解前后结晶性能、微观形貌和结晶结构进行表征。结果表明,随PAAS用量的增大,共混物基体孔洞增多,水解性能有较大提升。当PAAS用量为100份时,共混物的吸水率最高为110.1%,水解失重率为44.6%;加入PAAS后,共混物的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率降低,弹性模量升高。PAAS可以提高共混物的结晶温度,但对熔融温度影响不大,随水解时间的延长,共混物的熔融温度没有发生变化,但PBS组分的熔融焓变化明显。同时,水解过程中共混物中PBS的晶型没有变化。

高开孔率聚丁二酸丁二醇酯发泡材料的制备及其吸附性能的研究

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基体,ST-CE37B为扩链剂,通过熔融共混法制备扩链PBS,然后以超临界CO_(2)为发泡剂,通过快速卸压制备PBS开孔泡沫。结果表明,扩链剂的加入使PBS的储能模量提高1个数量级,结晶温度上升7.69℃。当发泡温度为100℃,发泡压力为20 MPa时,制得的PBS泡沫开孔率可达96.58%,CCl_(4)吸附量为31.76 g/g,可快速从水中去除CCl_(4)和环己烷。

聚丁二酸丁二醇酯的合成工艺及气体阻隔性最新进展

生物降解高分子材料是从根本上解决塑料白色污染的重要材料之一。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)综合性能优异,已经发展成为一种重要的生物降解高分子材料。本文阐述了目前国内外PBS合成工艺的最新进展,系统介绍了直接酯化法、酯交换法、酸酐法和扩链法制备PBS的工艺及其存在的优缺点。针对PBS作为食品包装材料的一项重要性能气体阻隔性能及阻隔原理进行了系统综述;进一步对阻隔性能的改性进展进行了总结。最后对PBS未来的研究和发展方向进行了展望,指出PBS生产技术的未来方向应该向综合性能高、成本低和绿色环保方向发展。

锂盐/甘油/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐改性玉米淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能

为制备具有良好性能的淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料,采用锂盐、甘油和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)复合的方法构建了新型改性剂,通过熔融共混法制备了淀粉/PBS共混材料,考察了由不同锂盐制备的改性剂的作用效果,研究了改性剂对淀粉/PBS共混材料结构和性能的影响。结果表明,锂盐中的阴离子对锂盐/甘油/[BMIM]Cl改性淀粉/PBS结构与性能影响显著,在LiF,LiCl,LiBr和LiI中,LiF,LiBr和LiI的作用效果较差,采用LiCl构建的LiCl/甘油/[BMIM]Cl复合改性剂对淀粉/PBS具有良好的改性作用。LiCl/甘油/[BMIM]Cl复合改性剂能通过破坏氢键、降低淀粉/PBS结晶度改善淀粉与PBS的相容性,提高共混材料的韧性,表现出比甘油/[BMIM]Cl更好的作用效果。采用LiCl/甘油/[BMIM]Cl(质量分数为7.0%LiCl、37.2%甘油和55.8%[BMIM]Cl)在质量分数为21.5%的条件下制备的改性淀粉/PBS共混材料(淀粉与PBS的质量比为2:3)具有良好的力学性能,拉伸强度为13.69MPa、断裂伸长率可达165.40%。

支化改性对聚丁二酸丁二醇酯性能影响

采用直接熔融缩聚法,用丁二酸和丁二醇分别与1,2-丙二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇共聚改性合成得到一系列产物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-丙二醇酯)(PBSP)、聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-戊二醇酯)(PBST)和聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-己二醇酯)(PBSH)。利用乌氏黏度计、1H NMR、DSC等对其摩尔质量、化学结构、热学性能和力学性能进行表征。结果表明,随着共聚酯分子主链上支链长度的增加,数均摩尔质量(Mn)几乎无变化,对应的熔点(Tm)、结晶温度(Tc)、结晶度(Xc)、弯曲强度和拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率明显增加。冲击强度变化:PBSP-10<PBST-10<PBSH-10<PBS,总体上PBSH-10表现出良好的综合力学性能。

聚丁二酸丁二醇酯/丝胶蛋白共混纤维的制备及其性能

为提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维的服用舒适性,将PBS与天然高分子丝胶蛋白共混,经熔融纺丝制成PBS/丝胶蛋白共混纤维,研究了丝胶蛋白质量分数对纤维形态结构、化学结构、热性能、力学性能与降解性能的影响。结果表明:共混纤维具有丝胶蛋白为分散相,PBS为连续相的形态结构;丝胶蛋白的存在改善了PBS纤维断裂伸长率过高的问题,当其质量分数达到15%时,共混纤维的断裂伸长率为8.9%;共混纤维的饱和回潮率为3.90%,接近于合成纤维中的锦纶,说明共混纤维亲肤性能优良;此外,土埋降解实验6周后共混纤维的质量损失率可达53.6%,具有快速降解的能力。

同步双向拉伸聚丁二酸丁二醇酯薄膜的结构与性能

作为一种全生物降解塑料,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的高性能化以及应用开发获得了广泛关注。本文采用同步双向拉伸方法制备了纯PBS以及分别添加0.5%和1%扩链剂的双向拉伸薄膜。结果显示,随着拉伸比增加至3.5×3.5,纵向、横向的取向度分别从0.02增加至0.48和0.45;结晶度增加(15±2)%;且发生了α→β晶型转变,β晶含量随着拉伸比增加而增加;纵横向的拉伸强度分别增加了(9.3±1)MPa和(8.5±1)MPa;拉伸模量分别增加341 MPa和316 MPa;水蒸气透过率和氧气透过率同步提高,分别增加184.2 g/(m^(2)·24 h)和463.6 cm^(3)·cm/(m^(2)·24 h·0.1 MPa)。相比纯PBS薄膜,添加0.5%和1%扩链剂后,纵向、横向取向度分别增加(11.5±2)%和(20.1±2)%;结晶度分别增加(3±0.5)%和(7±0.5)%;拉伸强度分别提高(4±1)%和(10±1)%;氧气透过率提高48.9%、61.4%,水蒸气透过率提高13.9%和24.8%。2.5×2.5拉伸比下制备的添加1%扩链剂改性PBS薄膜综合性能最佳。

超临界间歇发泡技术制备聚丁二酸丁二醇酯/海泡石开孔泡沫

采用共混改性的方法制备了聚丁二酸丁二醇酯/海泡石复合材料,通过能谱分析法和旋转流变仪研究了不同海泡石含量在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的分散情况及其对PBS流变性能的影响。随着海泡石含量的增加,海泡石在PBS基体中越来越密集,但分散仍然均匀。当海泡石含量为10wt%时,复数黏度与储能模量提高了3倍左右。随后,我们利用超临界CO_(2)发泡技术对PBS/海泡石复合材料进行发泡,进一步探究海泡石(Sep)对泡孔结构及吸水、吸油量的影响。实验结果表明,在10wt%的PBS/海泡石开孔泡沫中,泡孔分布均匀,且吸水、吸油性能最佳。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成工艺及其产业现状浅析

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)综合性能优异,已经发展成为一种重要的可生物降解的高分子材料。本文阐述了目前国内外PBS合成工艺的近期研究进展,对直接酯化法、酯交换法、酸酐法和扩链法制备PBS生产工艺的优缺点进行了对比分析。最后通过对PBS的研究和发展方向进行了展望,指出PBS生产技术的未来方向应该向综合性能高、成本低和绿色环保方向发展。

功能化纳米纤维素复合聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯薄膜的制备及性能

选用聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为聚合物基底,使用溶液浇铸法制备了PLA/PBS薄膜。并以硝酸银为原料,柠檬酸钠为绿色还原剂,采用液相还原法制得银纳米颗粒(Ag NPs),采用TEM、UV-Vis、XRD证明了Ag NPs成功络合在纤维素纳米纤维(CNF)表面。使用抽滤的方式得到CNF/Ag NPs薄膜,将其作为“夹心层”,PLA/PBS薄膜为“外层”,使用热压成型技术制备了“三明治”结构的PLA/PBS/CNF/Ag NPs复合薄膜。结果表明该复合薄膜具备优异的机械性能、结晶性能和阻隔性能。其中PLA/PBS/CNF/Ag NPs(80/20/10)薄膜拉伸强度较PLA/PBS(80/20)薄膜提升84.26%,达到39.69 MPa,结晶度从1.65%增大到8.84%,水蒸气和氧气渗透系数分别为2.8×10^(-10)g/(m·s·Pa)和3.4 cm^(3)/(m^(2)·d·bar),较PLA/PBS薄膜降低55.56%和60.92%。

石墨烯导电聚丁二酸丁二醇酯非织造布的制备与性能

为增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的导电性能,拓宽其在柔性智能纺织品及生物医疗领域的应用,通过Na_(2)CO_(3)和ZSR阳离子表面活性剂协同改性PBS非织造布,制备含有极性基团的PBS非织造布。利用氧化石墨烯(GO)通过“超声波浸渍-还原”法对改性PBS非织造布进行表面整理,采用单因素试验对制备工艺进行优化,并评价样品的耐水洗牢度。优化的整理工艺为:Na_(2)CO_(3)5 g/L,ZSR表面活性剂2 g/L,改性温度50℃,改性时间40 min,GO 1 g/L。采用该工艺条件整理并还原后的PBS非织造布表面电阻为152 kΩ/cm。SEM结果显示PBS非织造布在整理前后有明显变化,经过10次洗涤后导电性稍有降低。

聚丁二酸丁二醇酯的合成与表征

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由于综合性能优异,已经发展成为一种重要的可生物降解的高分子材料,但是目前合成生产工艺中存在副反应多、生产成本高、性能差等问题,所以如何在保证与现行塑料有同等性能的前提下,进一步减少副反应、降低生产成本、改善反应条件和得到市场的广泛认可变得至关重要。本文以丁二酸、1,4-丁二醇为原料,在自制催化剂的催化作用下,采用直接酯化法在10 L小试装置上进行聚丁二酸丁二醇酯的合成,并考察了酯化温度、醇酸比、缩聚温度和真空度等因素对PBS产品性能及控制过程的影响。通过实验得到最优工艺条件:酯化温度170℃、醇酸比1.0∶1.3、缩聚温度230℃和真空度50 Pa,为大装置的生产提供技术支撑。

聚丁二酸丁二醇酯和1,2-己二醇的共聚改性

以1，4-丁二酸、1，4-丁二醇和1，2己二醇为原料，采用直接熔融缩聚的方法，合成得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和一系列聚（丁二酸丁二醇酯-CO-丁二酸1，2-己二醇酯）（PBSH）共聚物。采用乌氏黏度计、^1HNMR、DSC和流变仪等手段对其分子量、化学结构、热学性能、流变行为和力学性能进行研究。结果显示：随着1，2-己二醇摩尔分数的增加，相应PBS共聚酯的熔点（Tc）、结晶温度（Tc）、结晶度（Xc）、弯曲强度、拉伸强度逐渐降低，断裂伸长率明显增加；另外，1，2-己二醇的加入对PBS的零切黏度（ηc）、储能模量（G’）和损耗模量（G″）也有一定的影响。

聚丁二酸丁二醇酯在堆肥条件下的生物降解性能研究

根据ISO 14855的检测方法,研究了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在堆肥条件下的生物降解性能,结果 表明PBS具有良好的生物降解性,且其形态对其降解速率有显著的影响,降解速率:PBS粉末>PBS片>PBS 颗粒。对堆肥中的微生物进行分离鉴定,在所选堆肥中主要分离出四种菌株:杂色曲霉菌、青霉菌、芽包杆菌 和直杆高温多孢菌,它们对PBS的降解能力各不相同,其中最有效降解PBS的菌株是杂色曲霉菌。

聚丁二酸丁二醇酯及聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯在微生物作用下的降解行为

研究了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)薄膜在可控堆肥条件下的宏观生物降解行为,结果显示,PBS和PBSA薄膜具有良好的生物降解性能,降解过程经历三个阶段:诱导期、加速期和平坦期。对堆肥中的微生物进行分离和筛选,发现杂色曲霉菌对PBS和PBSA的生物降解能力最强。进一步研究PBS和PBSA薄膜在杂色曲霉菌作用下的微观生物降解行为,结果表明,PBSA薄膜比PBS薄膜具有更快的生物降解速率。

高相对分子质量聚丁二酸丁二醇酯的合成与表征

以丁二酸和丁二醇为原料，十氢萘为溶剂，在140—200℃反应12—14h，进行直接聚合，合成了高相对分子质量聚丁二酸丁二醇酯（PBs）。用FTIR和1HNMR确定了产物为预期化学结构。考察了6种催化剂的催化效果，结果表明，催化剂的催化效果按SnCl2〉Ti（OBu）4〉Ti（iOPr）4〉Sn（Oct）2〉Zn（Ac）2≈p-TS顺序递减．SnCl2具有最高的催化效率，以它为催化剂得到的PBS数均相对分子质量达到79000，产率达到96．0％。当PBS的数均相对分子质量达到40000以上时，具有很好的力学性能，拉伸强度达到35MPa，可代替通用塑料。PBS具有良好的生物降解性能，在45d时生物降解量达到49％，可用作生物降解材料。

聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚丁二酸丁二醇酯-b-聚乙二醇嵌段共聚物的合成及表征

用熔融缩聚法合成了一系列基于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物(PBT co PBS/PEG).1HNMR结构分析显示,软段摩尔百分含量恒为 2 0 %.随组成中PBS含量增加,软段质量百分含量略微升高,硬段PBT平均序列长度由 2 80逐步减至 1 2 3,PBS平均序列长度由 1 2 7逐步增加到4 76,无规度在 1 1附近,两者呈无规分布.受组成及硬段平均序列长度变化影响,材料内部呈微观相分离状态,DSC热分析曲线上可分别观察到软、硬段熔点(Tm,s,Tm,h)及玻璃化转变温度 (Tg,s,Tg,h).硬段熔点及结晶度随PBS含量升高而降低,在 5 0～ 60mol%处达到最小值,则是PBS与PBT二者间形成共晶所致.力学性能测试及水解降解实验表明,将脂肪族聚酯PBS引入PEGT/PBT共聚体系,可赋予高分子链更好的柔韧性及亲水性。