茶梗纤维-聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料的制备及其性能

为了实现茶剩余物的资源高值化利用,以茶梗纤维(TSF)为原料,用扩链剂4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)对其进行表面改性,将4,4'-MDI改性后的茶梗纤维(MDI-TSF)与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混制备复合材料。4,4'-MDI两端异氰酸酯键(―N=C=O)与TSF表面羟基(―OH)进行反应,减少TSF表面羟基含量并削弱其表面极性,从而减少了TSF与PBAT之间的极性差,环氧大豆油(ESO)加入改善两者之间界面相容性,从而可提高复合材料的机械性能。改性茶梗纤维MDI-TSF的加入可以有效增强复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及热稳定性,当PBAT与MDI-TSF质量比80∶20,即MDI-TSF添加量20%,加入10%ESO制得的复合材料PBAT/ESO/20%MDI-TSF综合力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为13.014 MPa、10.94 MPa和18.314 kJ/m^(2),与复合材料PBAT/ESO/20%TSF(8.652 MPa,8.32 MPa,14.563 kJ/m^(2))相比,拉伸强度提高了50.4%,弯曲强度提高了31.5%,冲击强度提高了25.8%,热稳定性和结晶度均有提高。

异氰尿酸三缩水甘油酯诱导扩链改性对聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯发泡性能的优化

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的低熔体强度限制了其在轻量化方面的应用。文中采用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)扩链改性PBAT,以改善其熔体强度,从而提高其在注塑成型条件下的发泡性能。通过使用差示扫描量热仪、旋转流变仪和万能力学试验机,研究了不同含量TGIC对PBAT熔融结晶行为、流变性能和力学性能的影响;使用扫描电镜观察了经TGIC扩链改性后不同PBAT样品的发泡性能。结果表明,适量的TGIC能诱导PBAT形成长链支化结构,提高分子链交联度,降低其结晶度、结晶温度和熔融温度,同时提高其拉伸强度,但降低了断裂伸长率。改性后的PBAT具有较高的储能模量、复数黏度和较低的损耗因子,表现出应变硬化行为,熔体弹性和强度得到提高。发泡性能分析结果显示,在注塑发泡条件下,含4%TGIC的样品具有最小泡孔直径、最大泡孔密度和均匀泡孔分布,展现出理想泡孔结构,说明经TGIC扩链改性后,PBAT熔体强度得以改善,发泡性能提升。

氯化锂/丙三醇改性玉米淀粉/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料的结构与性能

为制备具有良好综合性能的淀粉(CS)/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混材料,以氯化锂(LiCl)和丙三醇(Gly)构建新型复合改性剂,提出了一步共混制备改性CS/PBAT共混材料的新方法。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等考察了复合改性剂中LiCl对淀粉的作用效果,探究了复合改性剂对CS/PBAT共混材料结构和性能的影响。结果表明,Gly/LiCl复合改性剂中LiCl的引入能够增强改性剂与淀粉羟基和PBAT酯基之间的电子相互作用,进一步破坏淀粉的氢键和颗粒结构,从而降低CS/PBAT的结晶度,改善淀粉与PBAT的相容性,提高共混材料的韧性、耐水性和降解性能,表现出比单纯丙三醇改性更好的作用效果。采用Gly和LiCl质量比10:1的复合改性剂,在CS和PBAT质量比为50:75时改性CS/PBAT共混材料具有优良的力学性能,其断裂伸长率从改性前的21.9%提高到了271.7%,拉伸强度从改性前的13.4 MPa变为10.8 MPa,下降不大,显示出良好的改性作用。

碳纳米管选择性分布增韧聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯共混材料

采用碳纳米管(CNTs)来调控聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混材料的微结构和宏观性能,探究了CNTs添加量对PLA/PBAT共混物结晶行为、相形貌及热力学性能的影响规律,基于润湿理论量化分析了CNTs选择性分布的原因,探讨了CNTs增韧PLA/PBAT共混材料的内在机制。结果表明,CNTs选择性分布在PBAT中,显著增大了PBAT相的粒径,使共混材料相形貌粗化,暗示CNTs不具备增容作用;提高CNTs的添加量,共混材料拉伸强度略有降低,断裂伸长率大幅提升;CNTs的质量分数为1%时,PLA/PBAT/CNTs试样的断裂伸长率达到最大,与未添加CNTs的PLA/PBAT试样相比提高了258.6%。

聚合松香增容聚乳酸/聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物共混纤维的结构与性能

以聚合松香(PR)为相容剂,采用熔融共混法制备了不同比例的聚乳酸/聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PLA/PBAT)共混纤维。采用拉伸试验、微观结构、热分析和流变测试分析评估了熔体和纤维的物化性能。PR的引入使得PBAT和PLA的玻璃化转变温度及熔融温度降低,促进了PBAT相的均匀分散,分散相尺寸明显减小,增强了PBAT的非均相成核效应,提高了PLA的结晶温度,并在30%PR时观测到了直径小于2μm的微纤结构。随着PBAT含量的增加,共混纤维的断裂伸长率与断裂强度均得到显著提升,断裂伸长率最多提高了近600%,同时断裂强度不仅得到了保留,还提升了200%左右。

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。

微生物降解聚己二酸丁二烯对苯二甲酸酯塑料的研究进展

随着全球塑料污染问题加剧,聚己二酸丁二烯对苯二甲酸酯(PBAT)作为可生物降解塑料的代表,其被微生物降解的速率与机制受到越来越多的关注.本文对比了PBAT在水体、土壤和堆肥环境中的降解规律,解析了不同因素对微生物降解PBAT的影响,总结了目前已筛选到的PBAT降解菌并对比其降解速度,阐述了微生物在胞外和胞内两个层面的PBAT降解机制和降解产物.最后从影响因子研究、PBAT降解指标统一、微生物群落构建和PBAT降解机制探究技术等方面提出未来研究方向.

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。

碳酸钙含量与粒径对聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/聚乳酸共混物的力学与散发性能的影响

采用熔融共混法制备苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)和碳酸钙的共混物,并探究碳酸钙种类与粒径对于共混物力学性能与散发性能的影响。结果表明,随着碳酸钙1T-JI(累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径D_(50)为1μm)含量的增加,共混物的拉伸强度逐渐下降。碳酸钙的D 50增大至5μm后,共混物的断裂伸长率明显下降。在添加质量分数5%~10%的1T-JI时,落镖冲击强度保持得较好,进一步提升碳酸钙含量以及调控碳酸钙粒径,落镖冲击强度大幅度降低。质量分数0~5%的1T-JI添加时,随着碳酸钙含量的增加,气味等级和顶空法总挥发性有机化合物(TVOC)逐步上升。共混物有机挥发物(VOC)中的苯类的物质维持较低的水平,而总碳含量(C6~C16)随着碳酸钙含量的增加以及粒径的提高而逐步的上升,5T-25%的共混物的总碳含量相对于PBAT/PLA共混物提高了61.9%。随着碳酸钙含量的增加以及粒径的提高,雾化测试后玻片的光泽度保持率逐渐下降,5T-25%的共混物相对于PBAT/PLA共混物下降了47.7%。进一步分析玻片可以看出,5T-25%样品对应的玻片有非常明显的“油污”。本研究对推广生物降解材料的应用有理论支撑,对塑料软包装领域的绿色转型有重要的研究价值。

聚(己二酸/对苯二甲酸)-丁二醇酯基自发气调薄膜的性能研究及应用

采用熔融共混法将聚(己二酸/对苯二甲酸)-丁二醇酯(PBAT)和聚(L-乳酸-衣康酸丁二醇酯)(PLBI)通过双螺杆挤出机制备了不同共混比例的薄膜,分析了不同PLBI添加量对PBAT薄膜气体透过性能及力学性能的影响,进一步结合材料的气体透过性和草莓的呼吸特性,对草莓进行气调包装(MAP)系统设计,并应用于其自发气调保鲜实验。结果表明,PLBI添加量为15%时,共混薄膜仍旧保持较好的力学性能,通过对共混比例的调控,将PBAT的CO_(2)/O_(2)透过比(CDP/OP)从10.57降低至3~7左右,同时提高了材料的保水性,使得该材料更适用于气调果蔬包装,应用于草莓自发气调保鲜实验,低温储藏下将草莓的货架期延长至21d。

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%。

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。

聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混改性聚乳酸(PLA)高性能全生物降解复合材料研究进展

聚乳酸(PLA)作为一种可降解、可再生的聚合物,其优异的生物相容性和高强度、高模量的力学性能引起了许多学者的关注。聚乳酸基生物复合材料自进入人们的视野以来,由于其固有的延展性差、冲击强度低,加工过程结晶速率慢,结晶度小等缺陷,严重阻碍了其发展。关于PLA的改性研究在近十年里从未间断过,主要集中在增塑改性、增强改性、增韧改性。增塑改性是指向PLA中加入乳酸低聚物、柠檬酸酯、聚乙二醇等小分子化合物,减少PLA分子链间的相互作用,改善PLA的塑性,断裂伸长率大幅度提高,但增塑剂易渗出、迁移是如今面临的一大难题;增强改性是指向PLA加入无机填料或纳米粒子(二氧化硅(SiO 2)、二氧化钛(TiO 2)、碳酸钙(CaCO 3)、滑石粉(Talc)、蒙脱土(MMT)等)引发异相成核,改善PLA的结晶性能,但无法从根本上解决材料韧性差的缺陷;增韧改性是指加入橡胶粒子或热塑性弹性体(天然橡胶(NR)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯(PC)等),虽然在一定程度上改善了PLA的韧性,但PLA的生物降解性无法保证;随着一些可降解聚酯(聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等)的产生,在不改变降解性能下,对PLA进行有效的增韧改性,是聚乳酸改性研究的主要方向和研究热点。PBAT作为一种可降解聚酯聚合物,链段兼具长链脂肪烃的柔性和芳环的刚性,赋予了其优异的柔韧性,与其他聚酯材料相比,这一优势是作为增韧改性PLA的最佳选择。在早期PLA/PBAT的研究过程中就发现,由于分子链段上结构的巨大差异,PBAT与PLA的相容性差导致共混物力学性能不佳。近十年里,研究者在聚合物共混改性的基础上,选择合适的第三组分对PLA/PBAT共混体系进行改性,并取得了丰硕的成果。目前,PLA/PBAT共混体系的增韧后冲击强度由纯PLA的2.3 kJ/m 2提高至61.9 kJ/m 2。本文归纳了PBAT增韧改性PLA共混体系复合材料的研究进展,分别对物理共混(无机填料或纳米粒子和物理相容剂)、反应性共混增容剂改性PLA/PBAT体系进行了介绍,分析了PLA/PBAT共混改性体系面临的问题并展望其前景,以期为制备高性能全生物降解PLA/PBAT复合材料提供参考。

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%。

碳酸钙高填充聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯可降解复合材料的制备及性能表征

以生物降解塑料聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)为基材,以50%表面改性的CaCO3为填充物制备出具有较好吹膜性能的可降解高填充复合材料。研究结果表明,随着CaCO3添加量的增加,CaCO3/PBAT复合材料的拉伸性能出现先提高后降低的趋势,而偶联剂KH560以及增溶剂ADR的使用则可以明显提高CaCO3/PBAT(50%)复合材料的拉伸性能,且在偶联剂使用量为2.0%,增容剂为1.0%时,复合材料的拉伸性能达到最佳,CaCO3/PBAT(50%)薄膜制品的横向拉伸强度可达20.10 MPa,纵向拉伸强度可达21.73 MPa,横向断裂伸长率为648%,纵向断裂伸长率为528%,熔融指数为1.58 g/10min。通过SEM对薄膜表面进行观察,发现CaCO3分布均匀,完全被PBAT浸润包覆。复合材料满足市场包装材料的力学性能要求,大幅度降低了PBAT的使用成本,具有良好的应用前景。

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.

聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)生产技术现状及其研究进展

阐述了目前国内外聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)工业生产技术特点和产业化现状,通过对比指出了PBAT与传统塑料在性能、成本等方面尚存差距。系统介绍了现阶段国内外研究人员通过熔体混合、溶剂浇铸和原位聚合三种不同方法,制备可降解材料(聚乳酸、聚乙烯醇、聚碳酸亚丙酯和聚丁二酸丁二醇酯)、纳米材料(纤维素纳米晶体、改性纤维素纳米晶体、海泡石和蒙脱土)以及天然高分子材料(淀粉、乙酰化绿竹纤维和工业木质素)改性PBAT复合材料的研究进展,并对PBAT复合材料的降解原理和降解性能进行了讨论。最后对PBAT未来的研究进行了展望,指出PBAT生产技术的未来研究方向应该向综合性能高、低成本和绿色方向发展。

聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共混物等温结晶行为及等温热处理对力学性能的影响

通过熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)(80/20)共混物,对其等温结晶行为、微观形貌、拉伸性能和维卡软化点(VST)进行研究。并在110℃时,利用等温热处理控制样品的结晶度,研究结晶度对样品拉伸韧性和VST的影响。结果发现,随着样品结晶度由9%增大至最大值36%,PLA基体中的无定形部分不断发生结晶,样品的断裂伸长率由256%骤降至11%,而VST值则由58℃提高至143℃。这是由PLA无定形部分与结晶部分巨大的性能差异所造成。当结晶度在27%时,其VST值达到123℃,断裂伸长率维持在160%左右,在增韧和耐热性能之间取得较好平衡。

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。