染色促进剂对聚丁二酸丁二醇酯纤维分散染料染色动力学和热力学的影响

为研究聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维分散染料低温染色技术,以丁二酸二乙酯为主要原料制备了低温染色促进剂,分析了染色促进剂在PBS纤维分散染料低温染色中的作用,研究了染色促进剂对PBS纤维用C.I.分散红60染料的染色动力学和热力学性能的影响。研究结果表明:C.I.分散红60染料在PBS纤维上的吸附染色动力学方程符合准二级动力学方程,相比无染色促进剂染色,在70℃含有染色促进剂染色的条件下,C.I.分散红60染料在PBS纤维上的平衡吸附量有明显提升,染色速率明显加快,半染时间显著缩短,扩散系数也显著增大;染色促进剂的加入对分散染料上染PBS纤维起到了一定的促进作用,C.I.分散红60染料对PBS纤维的染色,在有无染色促进剂时均符合能斯特型吸附等温线。

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。

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。

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%。

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。

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。

1,2-环己二醇改性聚丁二酸丁二酯的结构与性能

以1,4-丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BDO)、1,2-环己二醇(CHD)为原料,通过改变BDO与CHD投料比,采用熔融缩聚法制备了一系列的CHD改性聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共聚酯。采用1H-NMR表征了共聚酯的化学结构,并且,分析了CHD占主链二醇含量对共聚物分子量及其分子量分布、熔融和结晶性能、热稳定性能、拉伸性能及脂肪酶降解性能的影响。结果表明,随着CHD含量的增加,共聚酯的数均分子量从7.45×10^(4)下降至4.75×10^(4),由结晶度48.5%的半晶态转变为无定形态,热分解损失为质量5%时,温度降低了26.7℃,拉伸强度由38.2 MPa降低至14.9 MPa,但脂肪酶降解性能显著提高。PBS主链引入适量CHD后,可以有效地调控PBS的结晶度及柔顺性,提高了PBS在非堆肥条件下的降解速度。

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。

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。

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%。

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。

竹纤维酰基化改性对聚丁二酸丁二醇酯复合材料性能的影响

对竹纤维(BF)进行酰基化改性,并将其与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混,研究酰基化改性条件对其力学性能的影响,纤维酰化改性对复合材料的结晶性能和热性能的影响,并结合分子动力学模拟研究了复合材料间的共混相容性。红外光谱分析表明酰基引入了竹纤维中;当竹纤维、乙酸酐和冰乙酸质量比为1∶2.16∶9.18,催化剂用量为竹纤维质量的0.15%,反应时间2h,反应温度50℃时,酰化纤维(Ac-BF)/PBS复合材料具有最优的力学性能,且其结晶性能和热性能均得到提高。分子模拟结果显示,Ac-BF与PBS基体之间的相互作用较强,Flory-Huggins相互作用参数(χ)和共混结合能(Emix)均较低,表明二者之间形成了更稳定的共混体系,酰基化改性有效地改善了复合材料界面相容性,验证了复合材料性能的提高。

混杂聚丁二酸丁二醇酯调控再生丝素蛋白超细纤维膜的力学性能

通过静电纺丝制备了再生丝素蛋白(SF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)不同混杂质量比的超细纤维,通过对甲醇处理后混杂复合超细纤维膜进行FE-SEM、FT-IR和XRD观察与表征,分析比较了复合超细纤维膜的形貌与结构,并进行力学性能测试。结果表明:不同混杂质量比的超细纤维形貌相似,纤维均匀良好;随着PBS含量的增加,混杂复合超细纤维膜整体的结晶性能变好,拉伸破坏应力和应变逐渐增加;当SF/PBS混杂质量比从90/10变为50/50时,拉伸破坏应力从15.2 MPa增加到17.3 MPa,且拉伸破坏应变从2.1%增大到38.2%;相比于静电纺纯丝素蛋白超细纤维膜,混杂复合超细纤维膜表现出良好的力学性能。

竹纸浆纤维增强聚丁二酸丁二醇酯的非等温结晶动力学

竹纸浆纤维(BPF)作为一种生物纤维,具有良好的生物降解性,将其与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制得BPF-PBS生物质复合材料,并用差示扫描量热法(DSC)研究了BPF-PBS的非等温结晶动力学,用Liu方程分析研究了复合材料的非等温结晶动力学参数。结果表明:Liu方程能够较好地表现BPF-PBS的非等温结晶过程。结晶速率随着冷却速率的增大而提高,BPF的加入缩短了结晶时间,提高了结晶度及结晶温度。碱溶液处理BPF可以增加PBS的结晶活化点,提高结晶度。

大麻纤维/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的性能研究

通过显微镜、力学性能、DSC、热失重等方法研究了纤维含量对大麻纤维/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的微观结构、力学性能、结晶行为和热性能的影响。结果表明,大麻纤维在PBS基体中分散较好;大麻纤维的加入提高了PBS的冲击强度,拉伸强度和弯曲强度,但断裂伸长率降低;由于异质纤维的加入使得成核速率增加,因而PBS的结晶速率增加,晶型未改变;此外,大麻纤维的引入提高了PBS的热稳定性和耐热性。

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。