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。

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。

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。

聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯共混发泡材料的制备及性能研究

使用偶氮二甲酰胺(ADC)作为发泡剂,纳米二氧化硅(SiO_(2))作为成核剂,采用热压发泡工艺制备了环氧型扩链剂(ADR)改性的聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混发泡材料。结果表明,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)证明了ADR与PLA和PBAT的扩链反应。熔体流动测试仪(MFR)显示ADR的加入有效提高了发泡前体的熔体强度。通过冷场发射扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的泡孔形态,当ADR的含量为0.3份(质量份,下同)、SiO_(2)的含量为2份时,制备的PLA/PBAT共混发泡材料的泡孔平均直径降至48.63μm,泡孔密度增至3.717×10^(6)个/cm^(3),材料的密度从纯PLA的1.156 g/cm^(3)降至0.75 g/cm^(3)。差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和动态热机械分析仪(DMA)测试结果表明,PBAT和SiO_(2)的加入有效提高了PLA的结晶度,为发泡提供了更好的环境。力学性能测试表明,PBAT、ADR的加入提高了PLA/PBAT共混发泡材料的拉伸性能,泡孔的存在提高了材料的冲击性能,PLA/PBAT共混发泡材料的冲击强度为25.94 kJ/cm^(2),比纯PLA高23.52%。

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。

硅酸盐填充聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/聚乳酸生物降解薄膜的制备与性能

采用熔融共混法通过双螺杆挤出机制备了不同种类硅酸盐填充聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)材料并吹塑成膜,分析了层状和管柱状结构的硅酸盐及添加量对复合塑料薄膜力学性能、热性能、加工性能及阻隔性能的影响。结果表明,加入一定量的硅酸盐后,材料的热性能维持稳定;另一方面,硅酸盐充当了树脂基体的成核剂,起到了异相成核作用,使PBAT/PLA的结晶度有所提升。当有机改性蒙脱土与白云母添加量为10%~20%、埃洛石纳米管添加量为10%时,复合薄膜的拉伸性能与撕裂强度得到明显提升。硅酸盐的加入对PBAT/PLA薄膜的阻隔性能具有明显的提升作用。总体而言,层状结构白云母硅酸盐填充PBAT/PLA薄膜综合性能提升效果较好,在绿色包装和生物降解农膜覆盖领域具有潜在的应用价值。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯打孔膜对双孢蘑菇的保鲜效果研究

为探究可生物降解高分子材料在果蔬保鲜包装中的应用效果,该研究采用可完全生物降解的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯[poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT]为原料制备薄膜,比较了其与聚乙烯(polyethylene,PE)膜的透光率、拉伸性能和气体渗透性等性能,然后将PBAT和PE膜打孔后用于包装双孢蘑菇,对其保鲜效果进行了评价和比较。结果表明,与PE膜相比,PBAT膜具有更高的断裂伸长率、水接触角和水蒸气透过率,以及较低的拉伸强度和氧气透过率。PBAT膜能够有效防止水蒸气在膜上的凝结,所包装的双孢蘑菇虽然与PE组相比具有较高的失重率,但保持了较高的感官品质。打孔数为6的PBAT膜能使包装内保持适宜的气体环境,使双孢蘑菇维持相对较高的白度、硬度和抗坏血酸含量,波动较小的总酚含量,因此感官和营养品质得到较好的保持。总之,可完全生物降解的PBAT膜的气体透过性可通过打孔方式来调节,使其适用于具有不同采后呼吸强度的果蔬,在果蔬采后保鲜中具有良好的应用潜力。

不同共聚组成聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯的制备及相对分子质量

聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是目前最常用的可生物降解塑料之一,但在对其开展的研究中,缺乏对相对分子质量测定的详细探讨。文中通过合成共聚组成可控的PBAT,研究了PBAT的结构对其相对分子质量测定的影响规律。在使用尺寸排除色谱法测定相对分子质量的过程中,采用良溶剂二氯甲烷替代常用的四氢呋喃,可避免因溶解度低引起的双峰结果的干扰,实现不同共聚组成PBAT相对分子质量的准确测定。此外,首次测定了不同共聚组成PBAT的折光指数增量,并将其用于超高效聚合物色谱-多角度激光光散射仪-示差检测器联用中,测定了PBAT的绝对分子量;将所测绝对重均分子量与特性黏度拟合,得到Mark-Houwink方程的相关参数a=0.74,K=4.33×10^(-4)。基于优化后的相对分子质量测定手段,研究了所测得的PBAT相对重均分子量与绝对重均分子量的关系。其工作丰富了PBAT的相对分子质量测定手段,揭示了PBAT结构和溶剂对相对分子质量测定的影响方式,对PBAT的相对分子质量表征具有重要的借鉴意义,有助于更深入地理解PBAT相对分子质量对其性能及应用的影响。

热重法测定聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)树脂中的炭黑含量

PBAT在氮气气氛下会发生热裂解,产生大量的裂解碳,对炭黑含量的测定存在较大的干扰。利用热重分析法,对PBAT树脂中的炭黑含量进行测定,需要设定特定的温度程序,排除裂解碳的干扰,才能够较为准确地获得PBAT树脂中炭黑含量的结果。结果表明,热重法测定PBAT树脂炭黑含量的试验方法能获得良好的准确率和重复性。

蛭石/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合薄膜的制备与性能

以蛭石(VMT)为填料、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)为基体,采用熔融-吹塑法制备了VMT/PBAT复合薄膜,通过向其中添加相容剂聚苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)制备了VMT/PBAT/SMA复合薄膜。对纯PBAT薄膜、VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热性能、流变性能、水蒸气阻隔性能、断面微观结构和力学性能进行了测试。结果表明,与纯PBAT薄膜相比,VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性降低,相比VMT/PBAT复合薄膜,SMA的添加增强了VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性。相同VMT含量的VMT/PBAT/SMA复合薄膜比VMT/PBAT复合薄膜的结晶度低。相比纯PBAT薄膜,VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,而VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率整体比VMT/PBAT复合薄膜有所提高。VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜水蒸汽透过量都小于800g/(m^(2)·24 h)。VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜水蒸气阻隔性能符合GB/T 35795—2017《全生物降解农用地面覆盖薄膜》的要求。

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。

异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混物的增容剂,通过熔融共混法制备了PBAT/PLA/IPDI共混粒子并吹制得到薄膜。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、拉伸试验、热重分析和水蒸气透过率测试等研究了不同含量IPDI对共混薄膜形态结构、结晶性能、力学性能、热性能和阻隔性能的影响。结果表明,IPDI的异氰酸酯基团能与PBAT和PLA发生化学反应,分散相尺寸变小,两相界面变得模糊,有效改善了共混物的相容性。随着IPDI含量的增加,共混物中PBAT的结晶度升高,薄膜的拉伸强度逐渐增大,水蒸气阻隔性能呈现先增大后减小的趋势。当IPDI质量分数为0.5%时,PBAT/PLA/IPDI薄膜的横纵向拉伸强度相较于纯PBAT/PLA薄膜分别提升了74.2%和28.6%,断裂伸长率维持在790%和244%,水蒸气透过率降低了38.2%,表现出良好的力学和水蒸气阻隔等综合性能。

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。

聚(对苯二甲酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)-b-聚乙二醇嵌段共聚物的合成与表征

用熔融缩聚法合成了一系列聚 (对苯二甲酸丁二醇酯 -co-对苯二甲酸环己烷二甲醇酯 ) -b-聚乙二醇嵌段共聚物 ( PBCG) ,用 NMR,GPC,DSC,TGA及力学性能测试等方法表征了材料的结构与性能 .GPC分析显示 ,共聚物分子量均具有较为对称的单峰分布 ,多分散性指数低于 1 .70 .1 3C NMR谱结果表明 ,随 PCT摩尔分数 ( x PCT)从 1 0 %增至 60 % ,PBT平均序列长度由 4.0 2降到 1 .41 ;而 PCT平均序列长度则由 1 .1 7升至 2 .5 0 ,二者呈无规分布 .受硬段平均序列长度及结晶能力影响 ,硬段熔点及结晶度在 x PCT为 2 0 %～ 3 0 %处均达到最小值 ,可能是硬段间形成共晶所致 .TGA分析显示 ,引入芳香族聚酯组分 PCT确可提高材料的热稳定性 .力学性能测试说明 ,降低结晶度有利于提高材料的断裂延伸率 ,相反 ,则有助于增强弹性模量 。

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(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。

聚己二酸丁二醇-co-聚对苯二甲酸丁二醇酯扩链改性研究

为了降低聚己二酸丁二醇-co-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的熔融指数,在双螺杆中,利用多元环氧扩链剂(ADR)对PBAT进行了扩链反应。基于正交实验对ADR扩链PBAT反应进行了研究,确定了影响反应的主要因素,并对扩链后的树脂进行了流变以及常规性能研究。结果表明,扩链剂浓度对扩链反应速率影响最大,反应温度次之。ADR扩链后,PBAT的分子结构产生了较大变化,形成了支化结构,分子链弹性增强,且扩链剂浓度越高,支化结构越明显。经过ADR扩链后,PBAT树脂的端羧基下降、特性黏度上升、熔融指数降低、熔融温度以及熔融结晶温度略有下降。

骨髓间充质干细胞与聚(对苯二甲酸丁二醇酯-CO-聚乙二醇-CO-低聚乳酸)三元共聚酯的生物相容性的初步研究

目的探讨骨髓间充质干细胞与聚(对苯二甲酸丁二醇酯-CO-聚乙二醇-CO-低聚乳酸)三元共聚酯的生物相容性。方法取清洁级雄性健康BSL-C57小鼠作为实验对象,通过分离培养获得小鼠BMSCs,并进行流式细胞仪鉴定表面标志物。BMSCs培养至3代后,将BMSCs与PBTEOLA三元共聚酯制成的生物材料薄膜共培养,96h后固定进行电镜扫描,并用DAPI荧光染料染色处理,在荧光显微镜下观察并进行细胞计数。结果 BMSCs流式细胞术鉴定:CD34、CD45阴性,CD90弱阳性,CD73阳性。扫描电镜下,PBTEOLA三元共聚酯材料与BMSCs共培养形成的细胞支架,其表面细胞数量多,细胞状态正常。荧光显微镜下,对其细胞支架表面的细胞进行计数,显示表面细胞有逐渐增多的趋势。结论 PBTEOLA三元共聚酯材料与BMSCs共培养制成的细胞支架表面有细胞存活及增殖,由于PBTEOLA三元共聚酯材料本身具有良好的生物组织相容性及可降解等性质,所以该新型高分子材料可以作为干细胞治疗多种疾病的支架材料之一。

生物可降解聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯纤维的制备及其环境降解性能

为研究生物可降解聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的可纺性及纤维降解性能,采用熔融纺丝-牵伸二步法制得生物可降解PBAT纤维,研究了纺丝温度、牵伸倍数对PBAT纤维结晶度、回潮率、力学性能的影响,对比分析了PBAT纤维在不同环境下的降解性能。结果表明:PBAT的最佳纺丝温度为260℃,且随着牵伸倍数的增加,PBAT纤维的断裂强度、结晶度和取向度呈快速上升趋势,而断裂伸长率呈下降趋势;低温、干燥的非生物环境因素对PBAT纤维的降解性能影响最小,在该环境中储存1个月纤维断裂强度仅下降3.6%;相较于酶解和水解生物环境条件下,土壤环境对PBAT纤维的影响更明显,可使纤维的结晶度从34.45%下降到19.36%。