基于超临界二氧化碳釜压发泡技术制备生物可降解聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯发泡颗粒

文中首次使用超临界二氧化碳釜压发泡技术制备了生物可降解聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)发泡颗粒。核磁共振分析结果表明,PBST中丁二酸的摩尔分数是55%;差示扫描量热分析结果表明,PBST的玻璃化转变温度和熔点分别是-16℃和118℃;热重分析结果表明,PBST的分解温度是312℃。研究了渗透温度、渗透时间和渗透压力对PBST发泡颗粒密度和发泡倍率的影响。结果表明,当渗透温度从60℃上升到80℃,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低、发泡倍率逐渐增大。PBST发泡颗粒放置1 d后,密度增加,发泡倍率降低。继续延长放置时间至7 d,密度和发泡倍率均保持不变;当渗透时间从1 h延长到2 h,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低,发泡倍率逐渐增加。当渗透时间从2 h延长到3 h,PBST发泡颗粒的密度和发泡倍率保持不变;当渗透压力从10 MPa增加到12 MPa,PBST发泡颗粒的密度逐渐降低,发泡倍率逐渐增加;当渗透压力从12 MPa增加到14 MPa时,PBST发泡颗粒的密度和发泡倍率保持不变;PBST发泡颗粒的最佳渗透温度是70℃、渗透时间是2 h、渗透压力是12 MPa。扫描电镜结果显示,PBST发泡颗粒的平均泡孔在10μm左右。

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。

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。

再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯流变性能研究

有色废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解后,与甲醇(MeOH)酯交换并脱色提纯,得到无色对苯二甲酸二甲酯(DMT);DMT再与1,4-丁二醇(BDO)酯交换得到无色对苯二甲酸双羟基丁二醇酯(BHBT);BHBT与碳酸二甲酯(DMC)和BDO酯交换,得到双甲基碳酸丁二醇酯(BMBC),通过缩聚反应制备出再生无色聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二酯(clr-PBCT)共聚酯。采用毛细管流变仪分别对clr-PBCT60和clr-PBCT70的熔融流变性能进行了测试。结果表明:2种clr-PBCT共聚酯的熔体呈现剪切变稀现象,具有非牛顿流体的流动特征;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60的可纺性要优于clr-PBCT70;二者的非牛顿指数n均小于1,且随着测试温度的提高而增大;其粘流活化能(ΔE_(η))则随剪切速率的增加而减小,且clr-PBCT60共聚酯的ΔE_(η)明显低于clr-PBCT70;当剪切速率小于1100 s^(-1)时,clr-PBCT60样品熔体的结构黏度指数低于clr-PBCT70样品,剪切速率增大时则相反。

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。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚乳酸可降解复合材料的制备及其性能研究

以聚对苯二甲酸–己二酸丁二醇酯(PBAT)为原料,添加不同量的聚乳酸(PLA),通过双螺杆熔融共混制备了PBAT/PLA复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪分别对材料复合前后的化学官能团、熔融和结晶性进行了分析研究。不同原料配比的复合材料最终通过注塑成型制备成长条状样条,在额定拉伸应变条件下分别进行了拉伸强度试验。结果表明:纯PBAT结晶性较差,当添加PLA和相容剂ADR4370S后,PBAT/PLA复合材料结晶性得到改善,在降温时出现了明显的结晶峰;PBAT/PLA复合材料的拉伸强度随PLA添加量的增加而显著增大,纯PBAT样条的拉伸强度仅为11.456MPa,当m(PLA):m(PBAT+PLA)为20%时,PBAT/PLA复合材料的拉伸强度可达15.491MPa,较纯PBAT样品提高了35%。

生物可降解共聚物聚丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)的序列结构及结晶性研究

制备了高分子量的聚丁二酸丁二醇酯 ,并通过与对苯二甲酸二甲酯的无规共聚调节其生物可降解性及力学性能 ,得到了具有优良机械性能和不同生物降解速度的一系列共聚物 ,并对共聚物序列结构、热力学性能、结晶性进行了研究 .结果表明 ,该共聚物为无规共聚物 ,PBS和 PBT分别结晶 .共聚物的结晶熔点符合无规共聚物的 Flory方程 .

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。

聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯/热塑性淀粉生物降解膜的制备及性能

马来酸酐(MA)作为增容剂,与聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯(PBAT)、热塑性淀粉(TPS)共混获得PBAT/MTPS共混物,并制备了吹塑薄膜。通过红外表征、示差扫描量热分析、扫描电子显微镜、拉伸试验研究了共混体系及薄膜的分子之间相互作用、热性能、表面形态和力学性能。结果表明,加入MA能促使PBAT与TPS共混体系发生酯交换反应,PBAT的玻璃化转变温度显著提高,淀粉的粒径明显降低,拉伸强度比PBAT/TPS提高,获得了性能优良的生物降解薄膜。

直接酯化法合成聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)可生物降解共聚酯

采用直接酯化法，以对苯二甲酸（PTA）、己二酸（AA）和1，4-丁二醇（BG）为原料合成了聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）可生物降解共聚酯（PBAT）。实验结果表明，钛酸四丁酯一催化剂A（醋酸锑）复合催化剂的活性高于钛酸四丁酯催化剂；在n（PTA＋AA）1n（BG）=1．40：1、酯化温度180～190℃，缩聚温度270～275℃的条件下，可通过直接酯化法合成PBAT，且副反应少；所合成的PBAT具有较好的力学性能，且维卡软化点和熔体流动指数较高，有利于后加工；^1H NMR表征结果显示，PBAT中的n（PTA）：n（AA）与投料比中的n（PTA）：n（AA）接近；通过堆肥实验证实了所合成的PBAT是一种降解性能良好的共聚酯。

可生物降解聚(对苯二甲酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯)共聚酯的挤出扩链反应

利用双螺杆挤出机对可生物降解聚(对苯二甲酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯)(PBTA)共聚酯进行挤出扩链改性,比较了不同扩链剂和过氧化物引发剂对PBTA共聚酯的改性效果。通过对扩链改性前后PBTA共聚酯的相对分子质量、热性能及流变性能的表征和分析,研究了扩链剂添加量和过氧化物引发接枝反应对PBTA共聚酯结构和性能的影响,针对不同的加工要求可适当调整扩链剂的添加量,制得了适合常规薄膜吹塑加工的可生物降解PBTA共聚酯。通过对扩链改性后的PBTA共聚酯进行堆肥埋片降解时发现,PBTA共聚酯经适当的接枝改性,在保证物理和加工性能得到改善的前提下,PBTA共聚酯仍具有很好的可生物降解性能。

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。

聚酯类共混改性聚对苯二甲酸丁二醇酯

讨论了聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚苯二甲酸三甲酯(PTT)共混改性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的研究进展。聚酯之间具有较好的相容性。通过添加其它聚酯弥补了PBT的一些缺点，从而拓宽了PBT的应用领域。

对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯的合成与表征

采用熔融缩聚法,以对苯二甲酸(PTA),1,6-己二酸(AA),1,4-丁二醇(BDO)为原料,制备了不同原料物质的量之比的对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯(PBAT),通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H–NMR)测试验证了PBAT的结构和物质的量之比,利用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析对PBAT进行了热性能测试,采用X射线衍射(XRD)表征了PBAT共聚酯的结晶性能,用电子单纤强力仪测试了PBAT共聚酯纤维的拉伸性能。结果表明,成功地合成了设计比例的PBAT,随着PTA含量的增加,共聚酯的熔融温度从162.78℃提高到了212.20℃,质量损失5%的分解温度由369.17℃提升到了375.94℃,共聚酯纤维的断裂强度逐渐增加,最高可达3.04 c N/dtex,共聚酯的结晶度也增加。PBAT被广泛应用于片材、地膜、包装、发泡等。

聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯的热降解动力学

在高纯氮气保护下,采用不同的升温速率,用热失重法对聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)共聚酯的热降解行为和热降解动力学进行了研究。用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa及Friedman 3种方法对比计算了PBST共聚酯在氮气气氛中的热降解活化能,并对PBST共聚酯的热老化寿命进行了探讨。结果表明在氮气气氛中共聚酯的热稳定性随BT含量增加而增强,不同组分的PBST共聚酯热降解均为1级反应,分解活化能E均随BT摩尔分数的增加而增大。

再生基聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯(r-PBCT)的热降解动力学

废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解、与1,4-丁二醇(BDO)酯交换后得到对苯二甲酸双羟基丁二醇酯(BHBT),再与碳酸二甲酯(DMC)和BDO酯交换制备的双甲基碳酸丁二醇酯(BMBC)缩聚制备出再生基聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-碳酸丁二醇酯(r-PBCT)共聚酯。在高纯氮气的气氛下,采用不同的升温速率对r-PBCT的热降解动力学进行研究,并与聚碳酸丁二醇酯(PBC)进行对比研究。利用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa及Friedman 3种方法分别计算了其热降解表观活化能。结果表明:PBC为一步降解行为;r-PBCT为两步热降解行为,随着BT链段含量的增加,活化能逐渐增加,热稳定性不断增强。利用Coast-Redfern法研究了PBC和r-PBCT的热降解反应动力学机理,其中,PBC的热降解反应级数为0.5;r-PBCT遵循一维扩散反应机理,反应级数为2.0。

聚(对苯二甲酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸丙二醇酯)基荧光共聚酯的制备及性能

以对苯二甲酸二甲酯、丁二醇、丙二醇、四氯苝-铜配位聚合物网络酐(TTAD)为单体,通过熔融缩聚反应制备了一系列荧光共聚酯,研究了TTAD含量对共聚酯荧光性能的影响。利用紫外分光光度计、核磁共振仪、荧光分光光度计等表征了共聚酯的化学结构和荧光量子效率。结果表明,共聚酯具有预期的化学结构,且具有高亮度、高荧光量子产率的特征,随着TTAD含量的增加,共聚酯呈现出从黄绿色到橙红色的荧光,不同共聚酯间的荧光差异明显,TTAD在共聚酯中不会发生聚集荧光猝灭。

稀土-钛催化剂上制备的聚(对苯二甲酸丁二醇酯-co-丁二酸丁二醇酯)的结构与性能

采用熔融缩聚法，以稀土-钛复合物为催化剂，以对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇和1，4-丁二酸为单体，制备了-系列相对分子质量较大、相对分子质量分布较窄的聚（对苯二甲酸丁二醇酯-co-丁二酸丁二醇酯）共聚酯。采用凝胶渗透色谱、核磁共振、示差扫描量热和广角x射线衍射等手段表征了该系列共聚酯的结构、热性能和结晶性能，并对它们的宏观力学性能及生物降解性进行了分析和描述。实验结果表明，在共聚酯中当脂肪族单元的摩尔分数为60％～80％时，共聚酯具有较好的热性能和力学性能，且具有-定的生物降解性。

聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚丁二酸丁二醇酯共混物的制备与表征

通过熔融共混制备了聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,探究了制备PEF/PBS共混物的影响因素,考察了共混温度、共混时间、螺杆转速、共混比例对PEF/PBS共混物力学性能的影响因素,并用示差扫描量热仪、热失重、扫描电子显微镜等技术手段对其热性能和相容性进行了表征。结果表明,当PBS的含量为15%、共混温度为230℃,共混时间为90 s、螺杆转速为150 r/min时,为最佳共混制备条件,此时相容性最好,热性能良好,冲击强度和拉伸强度最大,冲击强度相对纯PEF提高了6倍,拉伸强度提高了近20%,从而大幅提高了PEF的冲击强度,有效地增强了PEF的抗冲击韧性。这些工作为这一生物基聚酯材料的应用提供了可能。

生物可降解聚(对苯二甲酸丁二酯/己二酸丁二酯)共聚酯的合成与表征

采用熔融缩聚法,以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4-丁二醇(BD)和己二酸(AA)为原料,合成了生物可降解聚(对苯二甲酸丁二酯/己二酸丁二酯)共聚酯(PBAT).采用乌氏粘度计对PBAT的特性黏度进行了测试,通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)对其化学结构、结晶结构和热性能进行了研究.结果表明:在n(DMT+AA)∶n(BD)=1.0∶1.3,n(DMT)∶n(AA)=5∶5,缩聚65 min的条件下,合成了特性黏度最大为0.1011 dL/g的PBAT;FT-IR和1H NMR谱图结果表明:合成的PBAT共聚酯为无规结构;XRD结果表明:合成的不同n(DMT)∶n(AA)的PBAT具有相同的结晶结构,且与PBT均聚物的结晶结构相同;DSC结果表明:结晶温度、结晶度和熔融温度随着BT单元含量的增加而提高,当BT含量达到80%时,出现明显的双重熔融峰;TGA结果表明:随着n(DMT)∶n(AA)增大,PBAT的热失重温度提高.