聚乙醇酸/脂肪族聚酯复合材料的制备及其性能分析

为了改善聚乙醇酸(PGA)复合材料在常温下的降解和力学性能,以PGA为原料、脂肪族聚酯(聚酯-A)为填料,通过熔融共混法制备了PGA/聚酯-A复合材料,并分析了聚酯-A质量分数对于复合材料力学性能和降解速率的影响。结果表明:当聚酯-A质量分数为15%时,复合材料的拉伸应力和断裂伸长率分别达到89.18 MPa和4.21%,相较于PGA分别增加了117.19%和120.42%;复合材料样条降解30 d后质量损失为4.13%,相较于PGA下降了61.62%;随着聚酯-A质量分数的增加,复合材料中PGA组分结晶度先降低后增加,复合材料的拉伸强度先增加后减小、断裂伸长率逐渐增加、降解速率逐渐降低、亲水性增加;在复合材料样条断面观察到“海岛”结构的微观形态,并且随着聚酯-A质量分数提高而更加明显地出现两个组分之间的相分离现象。PGA/聚酯-A复合材料可以有效改善PGA在常温下的力学和降解性能,研究可为制备兼具高力学性能和低降解速率的PGA基复合材料提供理论参考。

生物可降解脂肪族聚酯在陕西土壤中的降解行为

以西安当地土壤及西安某污水处理厂的活性污泥为降解介质,对生物可降解聚酯聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚己内酯(PCL)的降解性能进行了研究,并对它们的降解机理进行了初步探讨。根据偏光显微镜和扫描电镜的观察表明,降解后的聚酯膜表面均有明显被侵蚀的痕迹;在陕西当地土壤中,PCL的降解速度最快,PLA次之,PBS最慢。红外光谱表征了这三种聚合物降解前后的化学结构。

脂肪族聚酯及共聚酯的生物降解性研究

以酯交换法或直接缩聚法合成了一系列脂肪族聚酯,经二异氰酸酯(HDI)扩链得到含氨酯键的聚酯及共聚酯,用DSC、X射线衍射等分析表征了聚酯及共聚物的结构和性能。用土埋试验、CO_2释放试验和黑曲霉降解试验着重研究了这些聚合物的生物降解性,详细讨论了聚酯结构、组成及聚酯分子量对生物降解性的影响。

脂肪酶在催化合成脂肪族聚酯中的应用

采用高温金属催化剂法合成脂肪族聚酯,存在高耗能、有金属残留等缺点。酶催化反应是一种新型的环境友好绿色化学技术,在温和条件下可以有效地合成聚酯,成为代替金属催化法的有效途径。对脂肪酶催化合成脂肪族聚酯的机理、影响因素等进行了探讨,并研究了利用酶化学回收再利用脂肪族聚酯的方法。

脂肪族聚酯基可生物降解水性聚氨酯的合成

以自合成的脂肪族聚酯二元醇为原料,合成了可生物降解水性聚氨酯乳液。研究了二元醇结构中不同的乳酸/己二酸比例对聚氨酯乳液的粒径、亲水性及生物降解性的影响。结果表明:随着乳酸含量的增加,乳液的平均粒径出现一极小值;当乳酸含量为25%时,由聚氨酯乳液得到的胶膜的亲水性最好;随着乳酸含量的增加,水性聚氨酯的可生物降解性能呈增大趋势。

脂肪族聚酯-酰胺共聚物的合成、表征及降解

通过ε-己内酯和 1 1 -氨基十一酸的本体熔融聚合制备了一种新型的脂肪族聚酯 -酰胺共聚物 ,采用红外光谱 (FT- IR)、核磁共振 (1 H- NMR)、差热分析 (DSC)和热重分析 (TG)表征了材料的结构和热性能 。

改性脂肪族聚酯的生物降解性研究

以芳香二元酸为聚丁二酸丁二醇酯的共聚组分 ,合成了一系列聚丁二酸丁二醇酯 (PTS)共聚物 ,用土埋法和二氧化碳释放法测定其生物降解性 ,发现一定比例的共聚酯具有良好的生物降解性。

脂肪族聚酯的热稳定性研究

用热失重(TG)和F lynn方法(等转化率方法)研究了聚丁二酸乙二醇酯(PESu),聚丁二酸丁二醇酯(PBSu),聚丁二酸已二醇酯(PHSu),聚癸二酸己二醇酯(PHSe)的热稳定性。结果表明,这些聚酯的热分解温度和分解活化能均随酯基浓度的降低而升高。该研究可对脂肪族聚酯的分子设计、合成和加工工艺提供参考。

金属离子对脂肪族聚酯降解性能的影响

在土壤培养液中添加不同种类的金属离子,研究了它们对可生物降解聚酯聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)膜降解性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪表征了 PLA 和 PBS 膜降解前后的化学结构。结果表明:所有降解后的膜表面均有明显被侵蚀的痕迹;在土壤培养液中的 Mg^(2+),Zn^(2+),Ca^(2+)对 PLA 的降解性能有促进作用,对PBS 的降解性能则影响不大;降解后 PLA 膜的玻璃化转变温度有所升高,但 PBS 膜变化不大。

酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展

酶催化合成生物可降解脂肪族聚酯是一种新型聚合方法,可以在温和条件下高效合成,有着传统方法难以比拟的优势,但该方法所合成的产物仍存在生物相容性低、力学性能差、分子量低等不足。本文综述了近十年来酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展,分别介绍了开环聚合法、共聚法和缩合聚合法的聚合机理,并且简述了通过酶的固定化、功能化改性、调节支链等方法来提高酶的催化效率和活性、降低反应能耗和材料中残留有毒物质、提高原料转化率和产物分子量、增强产物亲水性及开发材料新用途的相关研究报道。并且总结了酶催化聚合法在不同介质中的优势和不足,并指出酶催化合成脂肪族聚酯在超临界二氧化碳、水、离子液体等环保介质中进行将成为绿色化学发展的趋势。

影响酶促合成脂肪族聚酯相对分子质量的因素

以脂肪酶N435催化合成了PHS基脂肪族聚酯,研究了反应条件、溶剂及第三单体的引入对聚酯相对分子质量(Mn)的影响。结果表明:反应24 h后产物的Mn较高,Mw/Mn较小;反应温度为80℃时产物的Mn最高;N435以5%用量为最佳;适当增加二苯醚的用量有利于反应进行;丙三醇的加入可生成具有支化结构的聚酯,少量丙三醇、ε-CL和短链二醇的添加可提高聚酯的Mn,CHDM的空间结构不会影响酶催化聚合反应活性。

脂肪族聚酯的合成及降解性能研究

通过熔融和溶液结合法合成了脂肪族聚酯—聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(P(BS-co-BA))和丁二酸丁二醇酯-癸二酸丁二醇酯共聚物(P(BS-co-BSe)),并对其进行了生物降解实验。采用GPC测定了脂肪族聚酯的分子量及其分布,并采用熔点仪测定了聚酯的熔点。得到脂肪族聚酯分子量、熔点以及分子结构对称性和降解之间的关系。

原位聚合改性纳米层状黏土/脂肪族聚酯嵌段共聚物复合材料的制备与性能

分别以预聚体聚丁二酸丁二醇酯(PBS)封端羟基引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合得到了脂肪族聚酯三嵌段共聚物(PCL-PBS-PCL),以纳米层状双羟基金属氧化物(LDHs)表面羟基引发ε-CL原位开环聚合得到了PCL原位聚合接枝改性LDHs(LDHs-g-PCL),然后再将两者采用溶液浇筑法制备出原位聚合改性纳米层状黏土/脂肪族聚酯嵌段共聚物(LDHs-g-PCL/PCL-PBS-PCL)纳米复合材料,研究了PCL-PBS-PCL和LDHs-g-PCL的化学结构以及所制备出的纳米复合材料的结晶特性、力学性能、阻隔性能等。结果表明,成功制备出LDHs-g-PCL/PCL-PBS-PCL纳米复合材料。随着LDHs-g-PCL的加入,PBS嵌段的结晶受限程度逐渐加强,PCL分子链的结晶却逐渐增多,这导致纳米复合材料的高温熔融峰向低温移动,低温熔融峰向高温移动。当LDHs-g-PCL的质量分数为20%时,纳米复合材料的断裂伸长率达到最大值772%,相比纯的PCL-PBS-PCL提高了35%,而拉伸强度相比纯的PCL-PBS-PCL(25.27 MPa)仅降低6%。当LDHs-g-PCL的质量分数为50%时,纳米复合材料对氧气的渗透性达到最低值,其相比纯的PCL-PBS-PCL降低幅度达到52%。这不仅与层状结构LDHs发挥的阻隔效应(显著延长氧气分子在纳米复合材料的曲折渗透路径)密不可分,还可能与LDHs-g-PCL加入引起的体积效应有关。

脂肪族聚酯可降解材料的研究进展

综述了脂肪族聚酯的合成方式,介绍了脂肪族聚酯的亲水改性和共聚改性,并对脂肪族聚酯的发展方向进行了展望。

水生环境下脂肪族聚酯生物降解性能研究进展

以脂肪族聚酯在不同水生环境下的生物降解性能研究为出发点,概述了国内外在此领域的研究进展情况,通过分析发现,对于PBS,PCL,PLA和PPC等化学合成类脂肪族聚酯的降解性能的研究相当缺乏,对于这些生物降解材料降解性能的研究,尤其是在水生环境下的降解性能,还需要大量的试验来获取更多详实的基础数据。

生物降解脂肪族聚酯合成技术进展

介绍了生物降解脂肪族聚酯的合成方法,重点讨论了聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸的合成工艺路线、工艺条件和聚合机理,指出生物降解脂肪族聚酯具有广阔的发展前景。

脂肪族聚酯结晶特性与分子结构的关系

用差示扫描量热法(DSC)和修正的Avrami方程研究了聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二醇酯(PHS)、聚己二酸己二醇酯(PHA)和聚癸二酸己二醇酯(PHSe)的非等温结晶动力学,得到了脂肪族聚酯的Avrami指数、结晶速率常数、结晶活化能和过冷度等结晶动力学参数。结果表明,脂肪族聚酯中酯基的含量决定了其结晶特性,脂肪族聚酯的过冷度随酯基含量的降低而降低,而结晶速率随酯基含量的降低而升高。刚性酯基的引入降低了分子链的柔顺性,从而降低了结晶能力并改变了聚合物的结晶机理。

新型绿色材料──脂肪族聚酯

近二十年来，人类正面临着在合成材料方面的挑战。一类以聚乳酸及其同系物为代表的、可生物降解的新型合成脂肪族聚酯则有可能成为 21世纪的一种“绿色材料”。本文重点介绍了这类脂肪族聚酯的合成方法、性能特征及其应用前景。

不饱和脂肪族聚酯生物降解性的研究

以1,4-反丁烯二酸和一缩二乙二醇(DEG)为原料,采用缩聚法合成端羟基不饱和聚酯,并采用红外光谱分析(FT-IR)、羟值、酸值、黏度等对所得聚合物进行表征,确认了其分子结构,对其降解性进行研究,并且与1,4-丁二酸与一缩二乙二醇合成的饱和脂肪族聚酯进行了对比。研究结果表明,不饱和脂肪族聚酯和饱和脂肪族聚酯的生物降解性差别不大,也就是双键的引入对其生物降解性没有大的影响;但是不饱和脂肪族聚酯膜经过高温处理后,双键会打开发生交联,而交联后的不饱和脂肪族聚酯的生物降解性变差,而且交联度越高,生物降解性越差。

枝状PBS基脂肪族聚酯的合成和降解研究

合成了枝状PBS基脂肪族聚酯——聚丁二酸丁二醇酯-共-聚丁二酸1,2丙二醇酯P(BS-co-1,2-PS),并用土壤培养液法对P(BS-co-1,2-PS)及PBS进行降解,用X射线衍射对材料的结晶度进行了测定,通过失重率的变化和表面形貌观察对降解程度进行表征分析。结果表明,结晶度的变化顺序为PBS>P(BS-co-1,2-PS)-10%>P(BS-co-1,2-P S)-20%>P(BS-co-1,2-P S)-30%,降解性能的变化顺序为P(BS-co-1,2-P S)-30%>P(BS-co-1,2-PS)-20%>P(BS-co-1,2-PS)-10%>PBS,由此得出,随着1,2丙二醇添加量的增大,P(BS-co-1,2-PS)共聚酯主链结构对称性降低,结晶性能减弱,结晶度减小,降解性能增大。