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。

聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯/氧化镁复合薄膜的制备及性能

以聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)为基体,纳米氧化镁(MgO NPs)为抗菌剂,通过溶剂挥发法制备了PBST/MgO纳米复合薄膜,并探讨了复合薄膜在食品包装中的应用。研究了MgO NPs对纳米复合薄膜的机械性能、水蒸汽透过率(WVP)、氧气透过率(OTR)和紫外阻隔性能的影响。结果表明:MgO NPs的加入改善了PBST基体的力学性能和阻隔性能。与PBST薄膜相比,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了43.7%和32.2%,水蒸汽透过率和氧气透过率分别降低了28.1%和23.6%,并具有良好的紫外阻隔性能。当MgO NPs质量含量为5%时,复合膜的性能最佳。

高效雷尼镍催化1,4-丁炔二醇加氢制备1,4-丁二醇

通过控制加热电流大小制备了不同Ni_(2)Al_(3)质量分数的镍铝合金。选取高Ni_(2)Al_(3)质量分数的合金进行预刻蚀和二次刻蚀处理,得到2种颗粒状雷尼镍催化剂,采用ICP、BET、XRD、XPS、SEM对2种雷尼镍催化剂进行了表征,并将其用于1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁二醇(BDO)。结果表明,二次刻蚀法得到的雷尼镍在140℃、5 MPa压力、反应时间1.0 h的条件下催化BYD加氢,BYD转化率可达100%,BDO收率为92.0%;而预刻蚀雷尼镍达到相同BDO收率所需时间为3.0 h。二次刻蚀得到的催化剂的比表面积比预刻蚀得到的催化剂更大,达到12.83 m^(2)/g;并且其表面微观结构更粗糙,富含缺陷活性位,Ni元素质量分数达到了63.36%。此外,金属Ni分散性提高、表面金属Al完全消失及Al和Ni的氧化物增多,均使催化剂表面的骨架结构更加稳定,显著提高了催化剂的催化活性。

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。

聚丁二酸丁二醇酯和聚辛二酸丁二醇酯及聚(丁二酸-co-辛二酸丁二醇)共聚酯的酶促降解

以1,4-丁二醇与不同链长二元酸单体为原料,合成了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚辛二酸丁二醇酯(PBSub)2种均聚酯和4种不同比例聚(丁二酸-co-辛二酸丁二醇)共聚酯。以上述6种聚酯为降解底物,利用角质酶对其进行降解研究。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪等对聚酯及其降解产物进行表征分析。6种聚酯的晶体结构、熔点、结晶度和热稳定性变化不大。研究表明,聚酯的结晶度和熔点温度是影响其酶降解的重要因素。角质酶降解共聚酯的结晶区和非结晶区,但优先降解非结晶区。丁二酸/辛二酸投料摩尔比为4/6和6/4的降解效果最好,但摩尔比为6/4的样品熔点较高,为最佳比例。

聚己二酸丁二醇酯的制备与表征

在180~200℃、质量分数为0.2%的钛酸四丁酯催化剂的条件下,1,6-己二酸和1,4-丁二醇(酸/醇物质的量比为1∶1.05、1∶1.10、1∶1.15、1∶1.20、1∶1.25)通过酯化、缩聚合成以羟基封端的、生物降解的聚己二酸丁二醇酯(PBA),同时比较不同酸/醇物质的量比合成的PBA性能,筛选出合成PBA的最佳酸/醇物质的量比。结果表明,酸/醇物质的量比为1∶1.05时,PBA的分子量(31884)最高,产物具有一定的韧性、更优异的拉伸性能和较高的薄膜平整度,拉伸强度为15.81 MPa,断裂伸长率高达824.62%;5个酸/醇物质的量比条件下制备的PBA的热分解温度均在350℃以上,产物具有较好的热稳定性。该合成方法的装置简单、聚合时间相对较短,且实验条件易于实现。

聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯纬编运动T恤面料的热湿舒适性

为研究不同组织结构参数的纬编单面面料对运动休闲T恤热湿舒适性的影响,开发了13款聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT/PET)纬编单面针织物。通过对PBT/PET纬编单面针织物的透气率、透湿量、热阻、水分蒸发速率和液态水分管理能力这5个指标进行测试,探究织物组织结构和单丝线密度对织物厚度、面密度、孔隙率及热湿舒适性能的影响。在表征5个单项指标的基础上,运用灰色聚类分析对这13款纬编单面运动T恤面料的热湿舒适性进行综合评价。结果表明:织物的组织结构、厚度、单丝线密度、孔隙率以及面密度与织物的热湿舒适性能显著相关;组织结构为平纹、单面提花(1)和单珠地网眼的织物的热湿舒适性较好,因此更适合应用于运动休闲领域。

己二酸与1,4-丁二醇制备聚酯多元醇的研究

以己二酸和1,4-丁二醇为原料,采用单因素实验方法对聚酯多元醇制备工艺进行研究。探讨了反应温度和酸醇质量比对反应过程、聚酯多元醇相对分子质量以及产品质量的影响。实验得出最佳工艺条件:反应温度200~230℃,己二酸与1,4-丁二醇质量比为1 000∶701,钛酸酯催化剂用量为己二酸质量的0.04%,反应时间150 min,聚酯多元醇相对分子质量2 000~3 000,酸值0.4 mgKOH/g。为工业化生产提供了可靠的基础数据。

Reppe法生产1,4-丁二醇中废铜铋催化剂再生技术

介绍了Reppe法生产1,4-丁二醇中废铜铋催化剂再生技术,通过该技术可实现铜铋催化剂的循环利用,实现危险废物就地转化,经济和社会效益显著。

1,4-丁二醇上下游和衍生精细化学品产业链构建和发展分析

本文介绍了1,4-丁二醇的上下游产业链和衍生精细化学品的情况,针对1,4-丁二醇行业产能逐渐过剩的发展趋势,分析了上下游及衍生精细化学品发展的方向,并提出产业链延伸配套建设的建议,对现有1,4-丁二醇生产企业的转型发展和新建项目的产业链规划具有指导意义。

炔醛法制1,4-丁二醇提产增效关键技术研究

通过对炔醛法制1,4-丁二醇(BDO)生产过程中影响负荷提升的问题进行分析研究,提出了一系列改造措施,解决了限制装置提产增效的瓶颈问题,提升了设备利用率和产能,降低了单耗和运行成本,提高了产品品质,并实现装置安全、稳定、长周期运行,其经济、社会和生态效益显著提高。

GC-MS/MS法测定医疗器械用聚氨酯材料中1,4-丁二醇残留量

建立了采用气相色谱-串联三重四极杆质谱(GC-MS/MS)测定医疗器械用聚氨酯(TPU)材料中1,4-丁二醇(BDO)残留量的方法。样品采用混合溶剂极限浸提后,以VF-WAXms毛细管柱色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)为分析柱,以EI电离源的三重四极杆质谱在选择离子检测扫描模式(SIM模式)下测定,外标法定量。结果表明,该方法在5μg/mL~100μg/mL浓度范围内线性关系良好(R≥0.9995),检出限为0.10μg/kg(S/N=3);在3个加标水平下的平均回收率为99.79%~103.61%(n=6),相对标准偏差为1.23%~3.45%。该法能够为医疗器械用聚氨酯(TPU)材料中BDO残留量的测定提供技术支持。

聚(碳酸丁二醇酯-co-三环癸烷二甲醇碳酸酯)的制备与性能

采用熔融酯交换和缩聚两步法,合成了以1,4-丁二醇、4,8-三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇和碳酸二苯酯为原料的聚(碳酸丁二醇酯-co-三环癸烷二甲醇碳酸酯)(PBTCx,x为进料中TCD占二元醇总量的百分比)。用^(1)H NMR和^(13)C NMR对PBTCs的微观结构和组成进行了表征。采用GPC、DSC、XRD和TG对PBTCs的分子量、玻璃化转变温度(T_(g))、热稳定性等进行了研究。结果表明:PBTCs的M_(w)为10500~124800 g·mol^(-1),Mn为6300~73000 g·mol^(-1),PDI为1.59~1.73;PBTCs呈无定形态、T_(g)为-3.43~70.90℃,PBTCs表现出比PBC更高的热稳定性。薄膜拉伸试验结果表明:PBTC30(拉伸强度为33.54 MPa,断裂伸长率为275.69%)和PBTC40(拉伸强度为32.13 MPa,断裂伸长率为294.63%)具有较高的强度和韧性,在薄膜材料中具有一定的应用潜力。

聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的合成与表征

以1,4-丁二醇及不同比例的己二酸、丁二酸为原料,制备一系列聚丁二酸-己二酸丁二醇酯[P(BS-co-BA)]共聚酯,借助衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、核磁共振仪(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)以及热重分析仪(TG)等对共聚酯的结构性能进行表征分析。角质酶降解结果表明,在经过16 h后,4种共聚酯降解率均达到80%以上,2种均聚酯均仅为40%左右。其中聚酯酶降解速率为P(BS-co-40%BA)>P(BS-co-60%BA)>P(BS-co-80%BA)>P(BS-co-20%BA)>聚己二酸丁二醇酯(PBA)>聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。综合可知P(BS-co-40%BA)热稳定性相比于PBA更好,降解性能较PBS更好,为最佳共聚酯。

气相色谱-质谱联用法测定婴幼儿塑料奶瓶中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇迁移量

运用气相色谱-质谱联用技术,建立婴幼儿奶瓶食品模拟物中迁移出的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的检测方法。婴幼儿奶瓶经食品模拟物10%乙醇和50%乙醇浸泡后,利用VF-WAX MS色谱柱进行分离,测定采用气相色谱串联质谱法,外标法定量。2种模拟物中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的质量浓度在1.0~10.0 mg·kg^(-1)线性关系良好,相关系数均大于0.99,检出限(S/N=3)为0.3 mg·kg^(-1),测定值的相对标准偏差(n=6)在2.09%~9.06%,方法加标回收率在91.1%~106.6%。经验证,该方法操作简单,精密度、回收率高,能快速检测出目标化合物。试验中将本方法成功应用于5种市场流通样品检测,检测结果显示,该方法满足婴幼儿奶瓶中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇迁移量的检测需求。

基于专利分析聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯技术发展态势

以聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)领域的专利为研究对象,从专利申请态势、主要技术领域分布、专利技术生命周期、主要国家/区域专利布局、主要申请人特点等方面分析了当前全球PBAT技术专利活动特点,为国内相关技术及产业发展提供参考。当前PBAT技术处于高速发展期,国外PBAT专利申请人以跨国公司为主,产业化技术非常成熟,近年来在汽车、电子和医疗等行业的高端应用布局较多,我国PBAT专利数量排名全球首位,但以国内申请为主,且主要集中在包装材料、农用地膜等中低端产品领域。建议加强PBAT的海外专利布局和高端制品技术开发,提升我国PBAT产业国际竞争力。

聚丙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混熔喷非织造材料纳微纤维结构调控研究

将少量聚丙烯(PP)混入聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中,制备了具有明显纳微米交替纤维层叠结构的熔喷非织造材料。通过扫描电镜探讨共混量及熔喷工艺参数(牵伸风温、牵伸风压及接收距离)对纳微结构的影响。结果表明:当聚合物温度低于295℃,PBT与PP混合呈“部分相容”状态,这是形成明显纳微结构的基础。在牵伸风温270℃,牵伸风压0.02MPa,接收距离20cm的条件下,PP含量为5%的混合原料可制备得到最细纤维直径0.32μm,最粗纤维直径10.88μm,CV值98.53%的双组分共混熔喷非织造材料。

2,3-丁二醇的气相色谱研究

2,3-丁二醇具有3种同分异构体形式:D-(-)、L-(+)和meso-。采用KF-17及HP-5色谱柱对dl与meso-2,3-丁二醇在气相色谱上的分离情况进行研究,结果表明:不同柱温、不同进样量对两种光学异构体的峰面积之比影响很小,但温度越低,峰形越宽,拖尾越严重。在合适的色谱条件下,2,3-丁二醇、乙偶姻、2,3-丁二酮和乙酸有较好的分离效果。用面积校正归一法定量分析其含量,具有结果准确性高、数据重现性好等优点,为其他科学工作者提供了气相分析2,3-丁二醇及其氧化产物可靠且准确的方法。

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。