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。

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。

扩链反应制备聚乳酸-co-聚己二酸丁二醇酯多嵌段共聚物

为了改善一步法生产的聚乳酸(PLA)均聚物分子量低、材料脆性大的问题。文章使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为扩链剂,在催化剂存在的条件下,通过熔融扩链反应制备聚乳酸-聚己二酸丁二醇酯多嵌段共聚物(PLA-b-PBA)。并进一步研究了反应温度、预聚体分子量、扩链剂用量对扩链产物的结构、分子量的影响。用凝胶渗透色谱GPC、红外光谱IR、核磁共振分析1H NMR、13C NMR对预聚体及扩链产物进行了分析表征,结果表明:通过扩链反应,聚乳酸的分子链中引入了新的嵌段,分子量有大幅度提高。

纳米SiO_2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料的力学及流变性能

用熔融共混法制备纳米SiO2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、万能拉力机及流变分析仪等,研究改性纳米SiO2的加入对复合材料体系的力学及流变性能的影响。研究结果表明:钛酸酯偶联剂与纳米SiO2发生强烈的键合作用,使得纳米SiO2能较好分散在基体中。当SiO2的质量分数为2%时,PCL/PBSA/纳米SiO2复合材料的缺口冲击性能有明显提高,此后随着改性纳米SiO2含量的提高,其断裂伸长率和拉伸强度呈下降趋势;熔融状态下,复合材料体系剪切储能模量(G′)和损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势,复合材料体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体;少量的改性纳米SiO2可以均匀分散在PCL/PBSA基体树脂中,并能显著提高复合体系的韧性,但当加入量过多时,容易发生团聚现象,并使得冲击强度、断裂伸长率等性能降低。

剪切诱导聚己二酸丁二醇酯的结晶行为

使用偏光显微镜、广角X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段,分别研究了纤维诱导和剪切作用下聚己二酸丁二醇酯(PBA)结晶的晶型结构和结晶形貌。结果表明,不同纤维置入过冷态PBA熔体时产生的剪切作用诱导PBA在纤维表面形成横晶结构。在剪切应力的作用下,PBA形成不同于球晶的高成核密度、高取向度的横晶。过冷度决定横晶的晶型结构,高温时形成热力学性能更为优异的α型横晶,而较低的结晶温度则有利于生成β型横晶。

聚偏氟乙烯/聚己二酸丁二醇酯复合薄膜的晶体结构与性能

采用溶液共混法制备聚偏氟乙烯/聚己二酸丁二醇酯(PVDF/PBA)复合薄膜,通过偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和傅里叶变换红外光谱研究了复合体系在不同的共混比例的形貌和晶体结构变化,通过TF Analyzer2000分析了PBA组分的加入对复合体系电性能的影响。结果表明:α型PVDF环带球晶的环带间距随着体系内PBA含量的增多而增大,并且同一球晶外延的环带间距大于球晶中心位置的环带间距;PBA的加入促进了γ-PVDF晶体的生成,PVDF/PBA复合材料具有较高的矫顽场和剩余极化强度。

支化聚己二酸丁二醇酯的制备及其对PVC增塑作用的研究

以丙三醇为支化剂,己二酸和1,4-丁二醇为原料,通过酯化缩聚法合成出一系列具有不同特性黏度的支化聚己二酸丁二醇酯(BPBA),并将BPBA作为增塑剂应用在聚氯乙烯(PVC)中,与4种传统增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、线形聚己二酸丁二醇酯(LPBA)和环氧大豆油(ESBO)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)分别进行了性能对比。结果表明,当支化剂含量为0.5%(物质的量百分比),反应时间为5h时,BPBA的特性黏度最小为0.105dL/g;当BPBA含量为0.5%时,PVC/BPBA样品的断裂伸长率比PVC/LPBA和PVC/ESBO分别提高了22.4%和14.6%,低温韧性分别提高了15.7%和34.8%;BPBA相比于DOP、ATBC具有更好的热稳定性和耐迁出性。

己二酰双己内酰胺扩链合成聚己二酸丁二醇酯

以己二酰双己内酰胺(ABC)作为扩链剂,对低相对分子质量的聚己二酸丁二醇酯(PBA)进行扩链,研究了各种因素对聚酯相对分子质量的影响;并采用1H-NMR和红外光谱对扩链后聚酯的结构进行了表征,提出了扩链反应的机理。扩链剂己二酰双己内酰胺与端羟基PBA进行扩链反应时,主要通过脱除己内酰胺,以己二酰结构将PBA预聚体偶联起来,使聚酯的相对分子质量成倍增加。

聚己二酸丁二醇酯增塑聚乳酸的结构与性能

采用摩尔质量为1 000 g/mol的聚己二酸丁二醇酯(PBA)对聚乳酸(PLA)进行增塑改性。通过转矩流变仪、动态热机械分析、扫描电子显微镜、力学性能和增塑剂迁移性测试等手段研究了改性后的PLA的结构与性能。结果表明,PBA能有效降低PLA的玻璃化转变温度,并改善其冲击强度、断裂伸长率和加工性能:其最大的冲击强度和断裂伸长率大约分别为纯PLA的3、11倍,加工黏度显著降低。PBA与PLA具有良好的相容性,125℃时的迁移率低于0.7%。

三己内酰胺基磷对聚己二酸丁二醇酯预聚体的扩链反应

以三己内酰胺基磷(TCP)为扩链剂,在减压条件下,对低相对分子质量的聚己二酸丁二醇酯(PBA)进行熔融扩链。研究了扩链温度、扩链剂用量、预聚体的结构和制备方法等对扩链反应的影响。结果表明,在PBA/TCP的摩尔比为3,反应温度为180℃,反应时间为2 h时的最佳反应条件下,经扩链反应后,预聚体的数均相对分子质量由5 459增加到9 627,重均相对分子质量由11 730增加到72 255。由此可获得高相对分子质量的脂肪族聚酯。

聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯基可降解塑料改性研究进展

随着人们环保意识的提高,可生物降解塑料逐步取代部分不可降解塑料,将成为一个趋势。目前,聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯(PBAT),作为最具商业潜力的可生物降解塑料,具有与低密度聚乙烯相当的延展性和柔韧性,被普遍认为是当代绿色材料制造中最有前途和最受欢迎的可持续材料之一。但PBAT在力学性能、热性能、阻隔性能及生产成本等方面存在不足,其应用范围受到限制。本文旨在系统性地简述近年来PBAT基复合材料的制备方法、回顾国内外研究人员在PBAT力学性能和阻隔性能等提升方面所做的工作、并详细介绍和讨论PBAT的降解原理和降解所带来的环境风险。开发低成本综合性能优异,兼顾良好降解性、抑菌性和耐久性能的PBAT基复合材料,应当予以重视和进一步研究。

聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯/Ⅰ型胶原取向纤维促进前交叉韧带断裂后腱-骨愈合

背景:材料表面的微/纳米结构对细胞的行为具有调控作用,肌腱组织主要由平行的胶原纤维组成,因此取向纤维结构对腱-骨愈合具有一定的促进作用。目的:探索聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯[poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT]/Ⅰ型胶原取向纤维支架的生物相容性和成骨诱导活性。方法:采用静电纺丝技术分别制备无序PBAT、取向PBAT和取向PBAT/Ⅰ型胶原纤维支架材料,表征3种支架的静接触角与力学性能。将3种支架分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,检测细胞黏附率与增殖情况,DAPI染色和Live/Dead荧光染色观察细胞在支架上的黏附和存活情况,碱性磷酸酶染色和Ⅰ型胶原免疫组化染色检测取向纤维支架的成骨诱导活性。结果与结论:①取向PBAT/Ⅰ型胶原纤维支架的静接触角低于无序PBAT、取向PBAT纤维支架(P<0.05);②两种取向支架的应变程度优于无序PBAT支架(P<0.05),取向PBAT支架的抗拉强度优于无序PBAT组(P<0.05),3组支架的弹性模量比较差异无显著性意义(P>0.05);③取向PBAT/Ⅰ型胶原纤维支架上的细胞黏附与增殖情况优于其他两组支架;④DAPI染色和Live/Dead荧光染色显示,骨髓间充质干细胞均可在3组支架上黏附和增殖,其中以取向PBAT/Ⅰ型胶原纤维支架上的细胞存活数量最多;⑤碱性磷酸酶染色和Ⅰ型胶原免疫组化染色显示,取向PBAT/Ⅰ型胶原纤维支架的成骨诱导活性强于取向PBAT纤维支架;⑥结果表明,PBAT/Ⅰ型胶原取向纤维支架具有良好的生物相容性和成骨诱导活性,能有效促进细胞增殖、黏附。

填料绢云母对聚己二酸丁二醇酯复合材料多晶结构的影响

通过溶液浇铸法制备了聚己二酸丁二醇酯(PBA)/绢云母微粒复合材料。使用差示扫描量热、广角X射线衍射、偏光显微镜等手段研究了绢云母微粒/PBA复合材料中PBA结晶行为、多晶结构以及晶体形貌。结果表明,绢云母作为成核剂有效地增加PBA晶体成核密度、降低晶体尺寸。在较高的降温速率和较低的结晶温度下依然能生成稳定的α晶体,对比纯PBA在25℃的晶体类型,加入质量分数1%绢云母微粒后有生成α晶体结构存在。因此通过控制降温速率和添加绢云母微粒能够起到调控PBA多晶型结构。

溴化钾对多晶型聚己二酸丁二醇酯结晶行为的调控作用

使用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射仪(WAXD)等测试手段,研究了PBA/KBr(聚己二酸丁二醇酯/溴化钾)复合材料中KBr对PBA结晶行为和晶体结构的影响规律。结果表明:随着KBr含量的增加,PBA的成核密度不断增大,而球晶尺寸不断减小。此外,PBA的结晶温度和结晶速率都随着KBr含量的增加而提高。WAXD和拉曼光谱研究进一步表明,KBr促进PBA生成热力学稳定且降解速率更快的α型晶体。

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。

生物降解聚己二酸丁二醇酯的制备及改性聚乙醇酸研究

聚乙醇酸(PGA)作为煤基生物可降解高分子材料,有着优异的力学性能和阻隔性能,但较差的韧性使得它难以大规模应用。本文设计了一种生物可降解聚酯聚己二酸丁二醇酯(PBA),并用其实现了PGA的显著增韧。以1,6-己二酸(AA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,在高真空条件下通过熔融缩聚制备了PBA,核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱证明了PBA的成功制备,PBA的重均分子量为62506,多分散性指数为2.1。通过熔融共混将PBA、PGA和环氧扩链剂共混以增韧PGA,扫描电子显微镜(SEM)表明,环氧扩链剂可显著提高PGA与PBA的相容性,增容过后PBA分散相的粒径尺寸明显减小。力学性能表明,当加入环氧扩链剂和50 phr的PBA增韧后,PGA的拉伸强度能可达(48.6±2.5)MPa,断裂伸长率达458.3%±23.9%,缺口冲击强度(126.3±7.7)kJ/m^(2),断裂伸长率和缺口冲击强度较PGA纯样分别提高了43倍和46倍。

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(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。

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。