PBS聚酯的物理性能

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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展1、PBS 的结构、性能与应用PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯,是一种脂肪族聚酯,其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯,其分子式: HO-[ CO-( CH2)2-CO-O-( CH2)4-O]n-H ,PBS分子链较柔软,且熔点较低。

PBS于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。

其优异性能主要表现在以下几个方面:(1) 加工性能。

PBS 的加工性能非常好,可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工,同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物,降低成本。

(2) 耐热性能。

PBS 具有出色的耐热性能,是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种,热变形温度接近100℃,改性后可超过100℃,满足日常用品的耐热需求,可用于制备冷热饮包装和餐盒。

(3) 力学性能。

与其他生物降解塑料相比,PBS 力学性能十分优异,具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。

(4) 降解性能与化学稳定性。

PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定,只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

由于PBS 有上述良好的性能,使它在很多方面都有着非常重要的用途。

首先它可用于包装领域,主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。

由于PBS 良好的成膜性,另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜,以及各种种植用器皿和植被网等。

其次,在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品,被用于日用杂品。

与PET 类似,PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。

此外,由于具有生物相容性和可降解性,PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。

2、PBS 的工业化生产2.1 国外PBS 产品早在上世纪30 年代,Carothers 就已经成功制备出了PBS,但由于受当时工艺条件的限制,制得的PBS 分子量小于5000,无法用作实际材料。

天然高分子聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展

天然高分子聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展

天然高分子/聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展摘要:聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种热塑性脂肪族聚酯,因力学和生物降解性良好等优点而具有广泛应用前景。

但其力学和热学性能仍存在拉伸强度和耐热温度较低等缺陷,而限制了其应用,通过物理改性是提高其性能的重要研究方向之一。

本文综述了近年天然高分子/PBS复合材料制备和性能研究,并对天然高分子/PBS复合材料的发展作了总结和展望。

关键词:聚丁二酸丁二醇酯;天然高分子;共混改性A review of the blend of Poly(ButyleneSuccinate)/natural polymersAbstract: Due to its biodegradable, mechanical properties, Poly(butylene succinate)(PBS) is widely applied in the fields such as plastic, medicine and so on. However, the mechanical and thermal properties of PBS, such as tensile strength and heat distorted temperature can not meet the application requirement. To increase the thermal and mechanical properties of PBS, method such as modified PBS by physical blend was adopted. The paper reviewed the new development of the natural polymers/PBS composites, and some suggestions were described to prepare natural polymers/PBS composites with higher mechanical and thermal properties.Key words: Poly(butylene succinate); natural polymers; composites前言聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是由1,4-丁二酸和1,4-丁二醇通过共聚反应合成的半结晶脂肪族聚酯,它具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能等优点,成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一[1-5]。

聚丁二酸丁二醇二甘醇酯的合成与性能研究-毕业论文

聚丁二酸丁二醇二甘醇酯的合成与性能研究-毕业论文
Key words:Poly butylene / diethylene glycol succinate;Degradation;Diethylene glycol;Molecular Weight;Monobutyltin oxid
第一章
1.1
从Staudinger于1932年提出大分子学说,奠定了高分子学科的基础为开始,到1935年杜邦公司成功的合成尼龙66,直至现在短短的70多年时间,高分子材料已经渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面。今天世界合成高分子材料的年产量已经超过1.4亿吨,以体积计,早已超过钢铁,成为人类使用量最大的材料品种,随着高分子学科的不断发展,其重要性也日益凸显。合成高分子材料和钢铁、木材、水泥并称为材料领域的四大支柱。据统计,目前体现发达国家水平指标之一的高分子材料人均年消费量已达80~120公斤。高分子材料的使用量在某种意义上已经成为衡量一个国家工业化程度和人民生活水平的重要标志。
可生物降解高分子材料是指一定条件下能被生物降解的材料。工业化的发展为人类提供了许多新材料,它们在不断改善人类物质生活的同时也带来了大量废物,使人类的生存环境迅速恶化。在众多的环境污染中,高分子废弃物对环境的污染举足轻重,为此开发可降解高分子材料,不失为解决环境污染的重要途径。近年来,可降解高分子材料的研究开发已成为高分子领域的热点之一。可生物降解高分子材料是其中的重要组成部分,随着人们对可生物降解高分子材料的认识的不断深入,开发的途径也变得多种多样。
In this paper, by studying poly butylene / diethylene glycol esters, the most suitable single-butyl tin oxide polymerization catalyst (MBTO), the most suitable molar ratio of 1.15:1, the most suitable etherification temperature, the temperature in order to prepare different butanediol and diethylene glycol ratio of the sample.Then the prepared samples by molecular weight determination, 1H-NMR determination, differential scanning calorimetry (DSC) for thermal performance testing, tensile test, degradation of performance test, the best of butanediol and diethylene glycol the ratio.Be suitable for market needs, high molecular weight, and low cost, excellent mechanical properties; do not pollute the environment of the polymer, according to butylene / diethylene glycolsuccinate(PBDGS).

不饱和聚酯树脂理化性能指标表(有关数据参照苯乙烯)

不饱和聚酯树脂理化性能指标表(有关数据参照苯乙烯)
爆炸下限(V%):
1.1(苯乙烯)
爆炸上限(V%):
6.1(苯乙烯)
易燃易爆危险特性:
其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。
燃烧(分解)产物:
一氧化碳、二氧化碳。
稳定性:
稳定
聚合危害:
能发生
禁忌物:
强氧化剂、酸类。
毒性:
无数据
健康危害:
会刺激皮肤、眼和呼吸道
职业接触限值
最高容许浓度(PC-TWA)(mg/m3)
(未规定)
时间加权平均容许浓度(8小时)(MAC)(mg/m3)
(未规定)
短时间接触容许浓度(15分钟)(PC-STEL)(mg/m3)
(未规定)
危害程度级别
Ⅲ级(中度危害)
危险类别
第3类 易燃液体
数据来源
《危险化学品安全技术全书》(周国泰编,化学工业出版社,1997年)、GBZ2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》、GBZ 230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》等
相对密度(水=1):
相对密度(空气=1):
饱和蒸汽压(kPa):
溶解性:
不溶于水,溶于多数有机溶剂。
临界温度(℃):
374
临界压力(MPa):
4.48
燃烧热(kj/mol):
1915 (苯乙烯)




避免接触的条件:
燃烧性:
易燃
建规火险分级:

闪点(℃):
33℃闭杯
自燃温度(℃):
490(苯乙烯)
不饱和聚酯树脂理化性能指标表(有关数据参照苯乙烯)

PBS聚酯的物理性能

PBS聚酯的物理性能

PBS聚酯的物理性能PBS聚酯是结晶性聚合物,熔点为115C。

北理工所制备的PBS^项理化性能如表1所示.其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平.与日木昭和拓分子公司同类产品Bionolle性能相匚表1: PBS聚酯的物理性能| 2010-7-11 14:47:06 |阅读(14丿|评论Q |阅读全丈》PBS聚酯的合成2010-7-11 14:19:23 阅读12 评论0 112010/07 July11PBS聚酯的合成PBS类聚酯是以脂肪族二酸和二薛为原料,经缩聚反应合成的一类脂肪族聚酯,其代未PBS即以丁二酸和丁二醉为原料合成。

20世纪90年代,日本的昭和高分子公司首先釆用异鼠酸酯作为扩链剂,与二酸二醇经缩聚反应合成的低分子量聚酯反应,制备出高分子量的聚合扬.PBS类聚師才开始作为新型生扬降解垫料引起了广泛的关注。

PBS聚酯的缩聚反应是可逆平衡反应.具有平衡常数小,易生成副产物等特点,传统方法得到的聚合物分子量低,无法单独作为塑料使用。

在缩聚反应之E通过多种途径进行扩链反应或固相聚合以进一步提高其分子董。

北京理工大学,开发出提高分子量的合成新技术,无须进疔扩链反应.通过脂肪族二酸.二醇的缩聚反应直接制备出离分子董的生物降解性聚醐,分子# (Mw)可达2070万,简化了合成工艺,从而降低了成本。

在实验室小试的基础上,利用现有的PET工业装置进行了中试放大实验,先岳在1500L(1000 /年)以及6000L(5000吨/年)间歇式生产线上成功进行了PBS的中试放大实验,获得了稳定的中试合成工艺,并批量合成出性能优良的PBS。

在比基础上,针对PBS聚醐原料和合成工艺的独特性,对现有聚酯生产线进行改造,设计,制造了PBS聚醐半连续合成装.置,以提离生产效率并制备出品履多样化的产品。

(1) 直接酯化一脱二元醇反应该方法是先在较低的反应温度下将二元酸与过量的二元醇进疔酯化,形成有端務基的预聚物,然后在高温.离真空度和催化剂存在的条件下脱除二元醇,从而得到聚醐。

聚丁二酸丁二醇酯 PBS

聚丁二酸丁二醇酯 PBS

聚丁二酸丁二醇酯 PBS白色颗粒,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得,树脂呈乳白色,无嗅无味,易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,最终分解为二氧化碳和水,是典型的可完全生物降解聚合物材料。

具有良好的生物相容性和生物可吸收性;密度1.26g/cm,熔点114℃,根据分子量的高低和分子量分布的不同,结晶度在30~45%之间。

它于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一,耐热性能好,热变形温度和制品使用温度可以超过100℃。

其合成原料来源既可以是石油资源,也可以通过生物资源发酵得到,PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。

性能特点;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能介于聚乙烯和聚丙烯之间,可直接做为塑料加工使用。

PBS的典型性能如下表所示:项目 PBS拉伸屈服强度 (MPa) 30伸长率 ( % ) 400悬臂梁缺口冲击强度(kJ/m2) 4弯曲强度 (MPa) 25弯曲模量 (MPa) 400应用范围;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等;还有其它涉及到环境保护的各种塑料制品,如土木绿化用网、膜等。

可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。

成型加工方法;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)属热塑性树脂,加工性能良好,可以在普通加工成型设备上进行成型加工,加工温度范围140~260℃。

物料加工前须进行干燥,含水率须在0.02%以下。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可以用注塑、吹塑、吹膜、吸塑、层压、发泡、纺丝等成型方法进行加工。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是具有良好可生物降解性能的聚合物,与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解塑料相比,PBS价格相对较低,力学性能优异,耐热性能好,热变形温度接近100℃,是国内外在生物降解塑料研发方面的重点。

不饱和聚酯树脂的主要特性

不饱和聚酯树脂的主要特性

不饱和聚酯树脂的主要特性树脂是一种俗称,指制造塑料所用的高分子原料,凡未经加工的任何高聚物都可称为树脂。

聚酯指的是二元羧酸和二元醇经过缩聚反应而成的聚合物。

通用聚酯树脂一般为邻苯型,即采用邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、丙二醇、乙二醇等常用的材料合成,然后溶解于交联单体苯乙烯中。

聚酯树脂可分为两类:一类是饱和聚酯树脂,其分子结构中没有非芳族的不饱和键,如聚对苯二甲酸乙烯酯。

这是一种热塑性树脂,可以通过喷丝头注射成型得“涤纶”纤维,也可以制成薄模,即“涤纶”薄模。

另一类是不饱和聚酯树脂,其分子含有非芳族的不饱和键,可以适当的引发剂引发交联反应而成为一种热固性树脂,我们以下文中所讲的不饱和聚酯树脂即属此类,有时为方便也称为聚酯。

不饱和聚酯分子在固化前是长链形的分子,其分子量(相对分子质量)一般为100~3000,这种长链的分子可以和不饱和的单体交联而形成具有复杂结构的庞大的网状分子,共有三种形态:1.为大致均匀的连续网状结构;2.为不均匀的连续网状结构,在密度较大的连续网之间有密度较底的链型分子互相联结;3.为不连续网状结构,密度较大的连续网分散与未键和的组分中间。

一般不饱和聚酯树脂固化后主要形成第二种。

不饱和聚酯树脂是增强塑料中使用最普遍的树脂。

在增强塑料领域中,热固性树脂用量占85%~90%(质量分数),不饱和聚酯有特别有利的加工工艺条件,而且价格便宜,不饱和聚酯树脂主要优点如下:(1)工艺性能优良。

这是不饱和聚酯树脂最突出的优点,室温下具有适宜的粘度,可以在室温下固化,常压下成型,固化过程中无小分子形成,因而施工方便,易保证质量,并可用多种措施来调节他的工艺性能,特别适合于大型和现场制造玻璃钢制品。

(2)耐化学腐蚀性:不饱和聚酯树脂与普通金属的电化学腐蚀机理不同,它不导电,在电解质溶液里不会有离子溶解出来,因而对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有着良好的化学稳定性,特别在强的非氧化性酸和相当广泛的PH值范围内的介质中都有着良好的适应性,过去用不锈钢也对付不了的一些介质,如盐酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫等,但现在可以很好的解决,固化后的树脂综合性能良好。

聚己内酯的降解

聚己内酯的降解

聚己内酯的降解1. 引言聚己内酯(Polybutylene succinate,PBS)是一种生物可降解的聚酯材料,具有良好的物理性能和生物相容性。

由于其可降解性和环境友好特性,PBS被广泛应用于包装材料、农膜、生物医用材料等领域。

然而,PBS的降解机制和降解速率对于材料的应用和环境影响至关重要。

本文将从PBS的结构、降解机制、降解速率以及降解产物等方面对聚己内酯的降解进行探讨。

2. PBS的结构PBS是由1,4-丁二醇和琥珀酸酯化反应得到的聚合物,其化学结构如下所示:PBS的主链由己内酯单元组成,侧链上含有琥珀酸酯官能团。

这种结构使得PBS具有较好的可降解性。

3. PBS的降解机制PBS的降解主要通过水解反应进行。

水解反应是指PBS分子与水分子发生反应,使链断裂并生成低分子量产物。

水解反应的机理如下:1.水分子进入PBS分子内部,与琥珀酸酯官能团发生酯键断裂;2.酯键断裂后,产生相应的醇和酸;3.醇和酸进一步被细胞内的酶降解,最终转化为二氧化碳和水。

PBS的降解速率受到多种因素的影响,包括温度、湿度、pH值、聚合度等。

较高的温度和湿度会加速PBS的降解速率,而较低的pH值也有利于降解反应的进行。

4. PBS的降解速率PBS的降解速率与其分子量有关。

较低分子量的PBS降解速率更快,因为降解反应更容易在链的末端发生。

此外,PBS的结晶度也会影响降解速率,结晶度较高的PBS降解速率较慢。

降解速率还受到环境因素的影响。

在土壤、水体等自然环境中,微生物的存在会加速PBS的降解速率。

此外,添加催化剂、酶等也可以提高PBS的降解速率。

5. PBS的降解产物PBS的降解产物主要包括二氧化碳、水和低分子量的聚己内酯。

这些产物可以被生物体代谢或进一步降解,从而实现对PBS的完全降解。

降解产物的生成速率和比例受到降解条件的影响。

在自然环境中,降解产物会逐渐释放到周围环境中,最终被环境中的微生物或其他生物体利用。

6. PBS的应用和环境影响PBS作为一种生物可降解材料,具有广泛的应用前景。

pbs是什么材料

pbs是什么材料

pbs是什么材料PBS是一种常见的材料,它是一种聚丙烯酸酯材料,具有许多优良的性能和广泛的应用领域。

在本文中,我们将深入探讨PBS是什么材料,以及它的特性和应用。

首先,让我们来了解一下PBS的基本性质。

PBS是由丙烯酸和丁二醇经过缩聚反应合成的聚合物,它具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能。

与其他聚合物相比,PBS具有更高的玻璃化转变温度和热变形温度,因此在高温环境下具有较好的稳定性。

此外,PBS还具有良好的耐候性和耐老化性能,可以在户外环境中长期使用而不会发生明显的性能下降。

另外,PBS还具有较高的拉伸强度和模量,使其在工程塑料领域有着广泛的应用前景。

除了以上的基本性质外,PBS还具有一些特殊的性能,使其在特定领域具有独特的应用优势。

首先,PBS具有良好的生物相容性,可以被生物降解酶降解,因此在生物医用材料领域有着广泛的应用前景。

其次,PBS还具有良好的加工性能,可以通过注塑、挤出、吹塑等多种工艺加工成型,因此在塑料制品领域有着广泛的应用前景。

另外,PBS还具有良好的成型稳定性和表面光洁度,使其在注塑成型和薄膜吹塑领域具有独特的应用优势。

在实际应用中,PBS具有广泛的应用领域。

首先,在生物医用材料领域,PBS 可用于制备生物降解性缝线、缝合线、植入材料等医用器械产品。

其次,在包装材料领域,PBS可用于制备食品包装膜、日化品包装瓶等产品,具有良好的透明度和光泽度。

另外,在汽车零部件领域,PBS可用于制备汽车内饰件、车身外饰件等产品,具有良好的耐热性和耐候性。

此外,在纺织品领域,PBS可用于制备环保型纤维、无纺布等产品,具有良好的柔软性和透气性。

综上所述,PBS是一种具有优异性能和广泛应用领域的材料,具有良好的耐热性、耐化学性和机械性能,具有良好的生物相容性和加工性能,可用于生物医用材料、包装材料、汽车零部件、纺织品等领域,具有广阔的市场前景和应用前景。

希望本文对您了解PBS有所帮助,谢谢阅读!。

聚丁二酸丁二醇酯(pbs)标准

聚丁二酸丁二醇酯(pbs)标准

聚丁二酸丁二醇酯(pbs)标准聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种生物可降解的聚合物材料,具有广泛的应用前景。

本文将从PBS的定义、特性、制备方法以及应用领域等方面进行探讨。

首先,我们来了解一下PBS的定义。

PBS是由丁二酸和丁二醇通过酯化反应制得的聚合物,其化学结构中含有酯键。

PBS具有良好的生物相容性和可降解性,因此被广泛应用于医药、食品包装等领域。

接下来,我们来探讨一下PBS的特性。

首先,PBS具有良好的可降解性。

在自然环境中,PBS可以被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。

其次,PBS具有良好的生物相容性。

由于PBS的化学结构与生物体内的天然物质相似,因此在医药领域中可以用于制备生物可降解的医疗器械和药物载体。

此外,PBS还具有良好的物理性能,如优异的柔韧性和耐热性,使其在食品包装领域有着广泛的应用。

那么,如何制备PBS呢?目前,制备PBS的方法主要有两种:化学合成法和生物合成法。

化学合成法是通过将丁二酸和丁二醇在催化剂的作用下进行酯化反应得到PBS。

而生物合成法则是利用微生物发酵的方式,通过将适当的底物添加到微生物培养基中,使微生物合成PBS。

这两种方法各有优劣,可以根据具体需求选择适合的制备方法。

最后,我们来看一下PBS的应用领域。

由于PBS具有良好的可降解性和生物相容性,因此在医药领域中有着广泛的应用。

例如,可以利用PBS制备生物可降解的缝合线、骨修复材料等医疗器械。

此外,PBS还可以用于制备药物载体,将药物包裹在PBS微球中,实现缓释效果,提高药物的疗效。

除了医药领域,PBS还可以用于食品包装领域。

由于PBS具有良好的物理性能和可降解性,可以制备出生物可降解的食品包装材料,减少对环境的污染。

综上所述,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有良好可降解性和生物相容性的聚合物材料。

通过化学合成法和生物合成法可以制备PBS,其应用领域广泛,包括医药和食品包装等领域。

随着人们对环境保护和可持续发展的重视,PBS作为一种生物可降解材料,将在未来得到更广泛的应用。

PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展

PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展

PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展可生物降解的高聚物是近年来引起人们极大兴趣的高分子材料之一。

目前,脂肪族聚酯是生物降解材料中最有发展前景的一类高分子材料,包括聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乳酸,以及由二元酸、二元醇制成的聚酯等。

其中,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有良好的热性能、机械性能和加工性能的生物降解脂肪族聚酯。

现阶段对PBS及其共聚酯的研究最为广泛,PBS及其共聚酯的化学结构、分子构成、分子量、结晶度及聚酯的形态等均对其生物降解性能有较大的影响。

文章综述了PBS及其共聚酯的结构、分子量、聚酯形态、熔点、结晶度等和生物降解性能之间的关系。

1 PBS的结构及其降解机理1.1 PBS的结构PBS为白色结晶型聚合物,其密度为1.27 g/cm3,熔点为115℃,结晶化度为30%-60%,结晶化温度为75℃。

其化学结构如图1(略)所示。

1.2 PBS的生物降解机理降解是与形成相反的一个过程,是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化合物的过程。

PBS降解的本质是聚合物中化学键的断裂,其中既包括主链中化学键的断裂,又包括支链中化学键的断裂,主链结构中化学键的断裂对聚合物的降解起着决定性的作用。

在PBS分子链中引入较弱的化学键或较易发生化学反应的化学键,则该键较易断裂,聚合物就较易于降解。

反之,则难以降解。

PBS在微生物的作用下可发生降解。

微生物首先侵蚀聚酯的表面,然后由微生物分泌的酶对聚酯中的酯键发生作用使其水解。

酶催化水解聚酯的过程分为以下两步。

第一步,酶起一个醇的作用,可以把该反应看做是PBS聚酯的醇解,产物为酰基酶和聚酯链的一部分;第二步,酰基酶榱水解,产物为聚酯的其余部分和再生的酶。

该酶可被循环利用,如图2所示。

2 PBS的降解研究暨南大学理工学院材料科学与工程系赵剑豪等研究发现:数均分子量为4.8万的PBS,在杂色曲菌酶作用下降解30d,降解率为21%。

Mal-NamKimt采用污泥降解法研究发现:数均分子量约为7万的PBS,降解30 d,降解率约为3%。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展.doc

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展.doc

1、 PBS 的结构、性能与应用PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯,是一种脂肪族聚酯,其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯,其分子式 : HO- [ CO-( CH 2) 2-CO-O-( CH 2) 4-O]n-H , PBS分子链较柔软,且熔点较低。

PBS于20世纪 90年代进入材料研究领域,并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。

其优异性能主要表现在以下几个方面:(1)加工性能。

PBS 的加工性能非常好,可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工,同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物,降低成本。

(2)耐热性能。

PBS 具有出色的耐热性能,是完全可生物降解聚酯中耐热性能最好的品种,热变形温度接近 100℃,改性后可超过 100℃,满足日常用品的耐热需求,可用于制备冷热饮包装和餐盒。

(3)力学性能。

与其他生物降解塑料相比, PBS 力学性能十分优异,具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。

(4)降解性能与化学稳定性。

PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定,只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

由于 PBS 有上述良好的性能,使它在很多方面都有着非常重要的用途。

首先它可用于包装领域,主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。

由于PBS 良好的成膜性,另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜,以及各种种植用器皿和植被网等。

其次,在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品,被用于日用杂品。

与PET 类似, PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。

此外,由于具有生物相容性和可降解性,PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。

2、 PBS 的工业化生产2.1国外PBS产品早在上世纪 30 年代, Carothers就已经成功制备出了PBS,但由于受当时工艺条件的限制,制得的 PBS 分子量小于5000,无法用作实际材料。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的降解研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的降解研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的降解研究摘要PBS(聚丁二酸丁二醇酯)由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得,树脂呈乳白色,无嗅无味,易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,最终分解为二氧化碳和水,是典型的可完全降解的生物降解性的聚酯塑料。

本文简述了PBS 的基本特性、降解机理和制备方法,对各种PBS 基生物降解材料的特性进行了分析,介绍了PBS 基生物降解材料的研究进展。

关键词聚丁二酸丁二醇酯;PBS 基生物降解材料;降解机理;聚酯塑料Progress of Study on PBS-Based Biodegradable MaterialsAbstract:PoIy( butyIene succinate) are poIyesters with outstanding biodegradabiIity, odorless and tasteless. easying to be decomposited by natural kinds of microorganisms or animal or plant enzyme. This reviewintroduced basic properties,degradation mechanism and preparation methods of poIy(butyIene succinate)as weII as the character of various PBS - based biodegradabIe materiaIs. DeveIopment trends and appIications ofPBS base biodegradabIe materiaIs were described.Key words:PoIy(butyIene succinate);PBS-based biodegradabIe materiaIs;Biodegradation前言可生物降解高分子材料是当前最受人注目的一类生物材料,脂肪族聚酯作为一类重要的化学合成可生物降解高分子,目前研究应用最为广泛,包括聚乳酸、聚羟基乙酸、聚己内酯以及它们的共聚物等,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是上世纪90年代初开发的一类新型生物可降解塑料,是以二元醇酸为原料通过化学工艺聚合而成的脂肪族聚酯,与其他聚酯相比,具有成本低、力学性能好(介于聚乙烯和聚丙烯之间)和加工性能优异(可在聚乙烯的加工设备上进行加工成型)等优点,它是目前研究的各种可降解高分子材料中最具有成本优势和大规模工业化条件的一种,可望在传统塑料的替代过程中发挥重要的作用。

不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂百科名片不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂,一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。

通常,聚酯化缩聚反应是在190~220℃进行,直至达到预期的酸值(或粘度),在聚酯化缩反应结束后,趁热加入一定量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。

目录[隐藏]简述不饱和聚酯树脂性能特点不饱各聚酯树脂的物理和化学性质不饱和聚酯树脂结构与性能的关系不饱和聚酯树脂的固化机理不饱和聚酯树脂粘度测定方法简述不饱和聚酯树脂性能特点不饱各聚酯树脂的物理和化学性质不饱和聚酯树脂结构与性能的关系不饱和聚酯树脂的固化机理不饱和聚酯树脂粘度测定方法[编辑本段]简述化工原料的一种,常用于物体表面加厚、固化,使用时如同刷油漆一般,层层加叠,固化过程释放苯乙烯等有害气体。

不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种,它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物,经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液,简称UP。

[编辑本段]不饱和聚酯树脂性能特点工艺性能优良这是不饱和聚酯树脂最大的优点。

可以在室温下固化,常压下成型,工艺性能灵活,特别适合大型和现场制造玻璃钢制品。

固化后树脂综合性能好力学性能指标略低于环氧树脂,但优于酚醛树脂。

耐腐蚀性,电性能和阻燃性可以通过选择适当牌号的树脂来满足要求,树脂颜色浅,可以制成透明制品。

品种多品种多,适应广泛,价格较低。

缺点缺点是固化时收缩率较大,贮存期限短,含苯乙烯,有刺激性气体,长期接触对身体健康不利。

[编辑本段]不饱各聚酯树脂的物理和化学性质物理性质不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11~1.20左右,固化时体积收缩率较大,固化树脂的一些物理性质如下:⑴耐热性。

绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃,一些耐热性好的树脂则可达120℃。

红热膨胀系数α1为(130~150)×10-6℃。

PBS聚酯的物理性能(2020年整理).pptx

PBS聚酯的物理性能(2020年整理).pptx
由于缩聚反应的同时存在着逆方向的解聚反应,其平衡常数较低,在反应过程中需不断地排除小分子物 质,以控制化学反应向正方向进行,从而获得所需相对分子质量的聚酯。但在缩聚反应的过程中,特别是 在反应的后期,温度往往超过 200℃,脱羧、热降解、热氧化等副反应的发生将是不可避免的,这样就会 影响相对分子质量的提高。为了进一步提高相对分子质量,扩链反应往往是个比较有效的选择。利用扩链 剂的活性基团与聚酯的端羟基或端羧基反应来提高聚酯的相对分子质量。常用的扩链剂主要有酸酐和二异 氰酸酯等。
学海无 涯 PBS 聚酯的物理性能
PBS 聚酯是结晶性聚合物,熔点为 115℃。 北理工所制备的 PBS 各项理化性能如表 1 所示,其综 合力学性能达到了普通聚丙烯的水平,与日本昭和高分子公司同类产品 Bionolle 性能相当。
项目
密度 (g/ml)
熔点 (℃)
表 1: PBS 聚酯的物理性能
玻璃化 转变温 度(℃)
降低原料成本, 从而进一步降低 PBS 成本。
生态 和经济双重效应。 3.聚ε-己内酯(PCL)
聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅 62℃ 。 PCL 的降解性研究从 1976 年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL 都可以被微生物完全 分 解。与 PLA 相比,PCL 具有更好的疏水性,但降解速度较慢;同时其合成工艺简单、成本 较 低。PCL 的加工性能优良,可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。同时,PCL 和 多 种聚合物具有很好的相容性,如 PE、PP、PVA、ABS、橡胶、纤维素及淀粉等,通过共混 , 以及共聚可得到性能优良的材料。尤其是其与淀粉的共混或共聚,既可保持其生物降解性, 又可降低成本,因而深受注目。PCL 与淀粉共混可得到耐水性好的降解塑料,其价格与纸张

聚己二酸丙二醇酯的合成

聚己二酸丙二醇酯的合成

聚己二酸丙二醇酯的合成聚己二酸丙二醇酯(Polybutylene succinate,PBS)是一种生物可降解的聚酯材料,由己二酸和丙二醇聚合而成。

它具有良好的物理性能和生物降解性能,被广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。

聚己二酸丙二醇酯的合成通常通过酯交换反应和缩聚反应进行。

首先,将己二酸与丙二醇进行酯交换反应,生成己二酸丙二醇酯单体。

酯交换反应是一种通过酯基交换的方式,将己二酸和丙二醇的酯基互相交换生成己二酸丙二醇酯的化学反应。

在反应中,需要使用催化剂来加速反应速率,常用的催化剂有锡催化剂和钛催化剂。

酯交换反应完成后,得到的己二酸丙二醇酯单体会进行缩聚反应,形成长链的聚己二酸丙二醇酯聚合物。

缩聚反应是一种将单体分子中的酯基与另一个单体分子中的羟基反应,形成酯键并释放出水分子的反应。

缩聚反应需要在高温下进行,并在反应过程中逐渐升温,使反应进行到合适的程度。

同时,还需要在反应中加入催化剂来促进反应的进行。

在聚合反应完成后,得到的聚己二酸丙二醇酯可以通过熔融法或溶液法进行成型加工。

其中,熔融法是将聚合物加热至熔点以上,使其熔化后进行模具成型;溶液法是将聚合物溶解于适当的溶剂中,然后通过溶液浇铸、纺丝等方法进行成型。

成型后的聚己二酸丙二醇酯制品具有良好的机械性能和热性能,可广泛应用于各个领域。

聚己二酸丙二醇酯的合成过程中需要注意控制反应条件,确保反应的选择性和产物的纯度。

一方面,反应温度、反应时间和催化剂用量等参数需要合理控制,以充分发挥反应的效果;另一方面,原料的纯度和催化剂的选择也会对反应结果产生重要影响。

此外,还可以通过添加其他助剂或改变聚合条件来调控聚己二酸丙二醇酯的性能,以满足不同应用领域的需求。

总的来说,聚己二酸丙二醇酯的合成是一项重要的化学工艺,通过酯交换反应和缩聚反应可以得到具有良好性能和生物降解性能的聚合物。

随着对环境保护和可持续发展的要求不断提高,聚己二酸丙二醇酯作为一种生物可降解材料,在替代传统塑料材料方面具有广阔的应用前景。

PBS聚酯的物理性能

PBS聚酯的物理性能

PBS聚酯的物理性能PBS聚酯是结晶性聚合物,熔点为115℃。

北理工所制备的PBS各项理化性能如表1所示,其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平,与日本昭和高分子公司同类产品Bionolle性能相当。

表1: PBS聚酯的物理性能作者 | 2010-7-11 14:47:06 | 阅读(14) |评论(0) | 阅读全文>>PBS聚酯的合成2010-7-11 14:19:23 阅读12 评论0 112010/07 July11PBS聚酯的合成PBS类聚酯是以脂肪族二酸和二醇为原料,经缩聚反应合成的一类脂肪族聚酯,其代表PBS即以丁二酸和丁二醇为原料合成。

20世纪90年代,日本的昭和高分子公司首先采用异氰酸酯作为扩链剂,与二酸二醇经缩聚反应合成的低分子量聚酯反应,制备出高分子量的聚合物,PBS类聚酯才开始作为新型生物降解塑料引起了广泛的关注。

PBS聚酯的缩聚反应是可逆平衡反应,具有平衡常数小,易生成副产物等特点,传统方法得到的聚合物分子量低,无法单独作为塑料使用。

在缩聚反应之后通过多种途径进行扩链反应或固相聚合以进一步提高其分子量。

北京理工大学,开发出提高分子量的合成新技术,无须进行扩链反应,通过脂肪族二酸,二醇的缩聚反应直接制备出高分子量的生物降解性聚酯,分子量(Mw)可达20-30万,简化了合成工艺,从而降低了成本。

在实验室小试的基础上,利用现有的PET工业装置进行了中试放大实验,先后在1500L(1000吨/年)以及6000L(5000吨/年)间歇式生产线上成功进行了PBS的中试放大实验,获得了稳定的中试合成工艺,并批量合成出性能优良的PBS。

在此基础上,针对PBS聚酯原料和合成工艺的独特性,对现有聚酯生产线进行改造,设计,制造了PBS聚酯半连续合成装置,以提高生产效率并制备出品质多样化的产品。

(1)直接酯化-脱二元醇反应该方法是先在较低的反应温度下将二元酸与过量的二元醇进行酯化,形成有端羟基的预聚物,然后在高温、高真空度和催化剂存在的条件下脱除二元醇,从而得到聚酯。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)特性粘度的测试方法

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)特性粘度的测试方法

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种新型的生物降解型高分子材料,通常呈现为白色半结晶型聚合物,其结构单元中含有易水解的酯基。

在堆肥等接触特定微生物等条件下,易被自然界中的多种微生物或动、植物内的酶分解、代谢,最终形成CO2和H2O。

PBS 是具有良好可生物降解性能的聚合物,同时与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解材料相比,PBS 价格相对较低,力学性能优异,耐热性能好。

于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为受广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一。

国标GB/T30294—2013中规定了聚丁二酸丁二醇酯特性黏度的测试方法,选用苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷(质量比50∶ 50)作为溶剂,再通过相关辅助设备测试PBS 溶液的黏度。

粘度法由于它独有的优势被应用于PBS 等材料的质量控制中,但传统的手动粘度测定方法仍存在诸多弊端。

随着生产企业以及研发机构等对于实验数据高标准、高精度、高效率的要求,全自动乌氏粘度仪已逐步取代传统手动测试方法。

以杭州卓祥科技有限公司的AVM 系列全自动乌氏粘度仪、MSB 系列多位溶样块、ZPQ 智能配液器一整套黏度测试设备为例:公司””:实验流程:1. 智能配液过程使用ZPQ智能配液器进行配液,点击配液功能后,直接输入浓度和质量(可通过连接天平直接获取),可直接计算出所需要的目标体积进行移液并且精度可达0.1%。

可避免因手动配液方法导致的精度差、效率低及数据误差等问题。

ZPQ智能配液器还具有密度计算功能,移取液体体积后,输入质量(可与天平通讯,直接获取),即可自动计算出密度值。

2. 溶样过程MSB系列多位溶样块,采用金属浴的方式进行加热溶样并具有自动搅拌功能,同时最多可容纳15个样品。

溶样效率快、转速可调、溶样时间可调、溶样温度可调、溶样温度最高可达180℃。

3. 测试过程AVM系列全自动乌氏粘度仪可实现全自动进样、全自动测量,全程无需人员看管。

并且采用的智能红外光电传感器,保证测量时间可精确到毫秒级,可有效确保实验数据的精度,避免人工实验导致误差,最多可以实验连续测试24个样品。

191系列不饱和聚脂树脂

191系列不饱和聚脂树脂

191 系列不饱和聚脂树脂,系由二元酸(酐)和二元醇(及其缩合物)经酯化反应,缩聚成线性不饱和聚酯树脂,然后经具有交联作用的活性单体溶剂(苯乙烯)所溶解而配制成的透明粘稠液体。

本产品在加入适量引发剂后,能在常温下较快交联固化,成为坚实的固体,可用来粘合多种金属和非金属材料,固化后具有良好的耐水、耐腐蚀等性能。

本型号聚酯树脂,主要用于制造各种工艺品,也可用于粘接玻璃钢制品、宝丽板或作为其它金属、玻璃、陶瓷、木材等的粘合剂用。

为提供使用厂家方便,本型号产品在出厂前已加入适量的促进剂。

质量指标(部分质量指标要根据实际情况填写):1.外观:无色透明粘稠液体2.固体含量:62±%33.粘度:40—60秒(涂4号杯,25C)4.酸值:< 35mgKOH克使用方法(参考配方):树脂引发剂(过氧化甲乙酮液)0.8—2份(若过氧化环己酮糊1.5-4份)促进剂(辛酸钴液)0.5-3份(本型号产品已加入适量,可不必再加)客户应根据使用时的天气温度情况和制作工艺要求,分别称取树脂(促进剂已加入,需要时可自行考虑补加量)、引发剂调和成均匀的树脂胶。

QJ-191不饱和聚酯树脂是一种固化时放热峰低、收缩率小的新型聚酯树脂。

用于制造各种人造大理石制品,如各种规格、形状的卫生洁具、平板和装饰品等。

1、物理性质不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11 〜1.20 左右,固化时体积收缩率较大,固化树脂的一些物理性质如下:⑴耐热性。

绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50〜60C, —些耐热性好的树脂则可达120C。

红热膨胀系数a为(130〜150) X 10-空。

⑵力学性能。

不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。

⑶耐化学腐蚀性能。

不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好,耐有机溶剂的性能差,同时,树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同,可以有很大的差异。

⑷介电性能。

不饱和聚酸树脂的介电性能良好。

2、化学性质不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物,在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键,而在大分子链两端各带有羧基和羟基。

聚癸二酸乙二醇酯用途

聚癸二酸乙二醇酯用途

聚癸二酸乙二醇酯用途聚癸二酸乙二醇酯(Polybutylene succinate-co-ethylene succinate,简称PBS),是一种生物降解型合成聚酯材料,由1,4-丁二酸和1,2-乙二醇组成的聚酯单体通过缩聚反应形成高分子链结构。

聚癸二酸乙二醇酯具有良好的生物降解性能和可再生性质,因此在许多领域具有广泛的应用前景。

聚癸二酸乙二醇酯的用途主要体现在以下几个方面:1. 包装材料:由于聚癸二酸乙二醇酯具有良好的可塑性和可吹膜性,可以用于生产各种包装膜、保鲜膜、聚合物袋等。

这种材料的生物降解性能使其可以替代传统的塑料材料,减少对环境的污染,因此得到了广泛应用。

2. 塑料制品:聚癸二酸乙二醇酯可以制备成各种塑料制品,如塑料瓶、塑料容器等。

这些制品可以通过聚合物加工方法制成各种形状,具有较好的物理性能和可加工性能,广泛应用于包装、汽车、建筑等领域。

3. 纺织品:聚癸二酸乙二醇酯可以用于纺织品的制造,可以与棉、麻、丝、羊毛等天然纤维或合成纤维进行混纺,制成各种织物和纺织品。

这些聚酯纺织品具有良好的强度和耐磨性,可以用于制作服装、家居纺织品等。

4. 农业领域:聚癸二酸乙二醇酯可以用于农业领域的覆盖膜、温室薄膜等农膜制品。

这种材料具有良好的透光性和湿度调节性能,可以提供良好的生长环境,促进作物的生长发育。

5. 医疗用品:由于聚癸二酸乙二醇酯具有生物降解性和可耐受医学级别灭菌的特性,因此可以用于医疗器械、缝线、医用包装袋等医疗用品的制造。

这些产品对人体无害,且在使用后可以进行环境友好的处理。

6. 3D打印材料:聚癸二酸乙二醇酯具有较好的热稳定性和可加工性,可以作为3D打印材料的原料。

这种材料可以通过3D打印技术制备成各种复杂的结构,广泛应用于快速成型、原型制作等领域。

总之,聚癸二酸乙二醇酯是一种具有生物降解性和可再生性的合成聚酯材料,具有广泛的应用前景。

它可以用于包装材料、塑料制品、纺织品、农业领域、医疗用品、3D打印材料等多个领域,取得了显著的成果,并在推动可持续发展和环境保护方面发挥了积极的作用。

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PBS聚酯的物理性能PBS聚酯是结晶性聚合物,熔点为115℃。

北理工所制备的PBS各项理化性能如表1所示,其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平,与日本昭和高分子公司同类产品Bionolle性能相当。

表1: PBS聚酯的物理性能作者| 2010-7-11 14:47:06 | 阅读(14) |评论(0) | 阅读全文>>PBS聚酯的合成2010-7-11 14:19:23 阅读12 评论0 112010/07 July11PBS聚酯的合成PBS类聚酯是以脂肪族二酸和二醇为原料,经缩聚反应合成的一类脂肪族聚酯,其代表PBS即以丁二酸和丁二醇为原料合成。

20世纪90年代,日本的昭和高分子公司首先采用异氰酸酯作为扩链剂,与二酸二醇经缩聚反应合成的低分子量聚酯反应,制备出高分子量的聚合物,PBS类聚酯才开始作为新型生物降解塑料引起了广泛的关注。

PBS聚酯的缩聚反应是可逆平衡反应,具有平衡常数小,易生成副产物等特点,传统方法得到的聚合物分子量低,无法单独作为塑料使用。

在缩聚反应之后通过多种途径进行扩链反应或固相聚合以进一步提高其分子量。

理工大学,开发出提高分子量的合成新技术,无须进行扩链反应,通过脂肪族二酸,二醇的缩聚反应直接制备出高分子量的生物降解性聚酯,分子量(Mw)可达20-30万,简化了合成工艺,从而降低了成本。

在实验室小试的基础上,利用现有的PET工业装置进行了中试放大实验,先后在1500L(1000吨/年)以及6000L(5000吨/年)间歇式生产线上成功进行了PBS的中试放大实验,获得了稳定的中试合成工艺,并批量合成出性能优良的PBS。

在此基础上,针对PBS聚酯原料和合成工艺的独特性,对现有聚酯生产线进行改造,设计,制造了PBS聚酯半连续合成装置,以提高生产效率并制备出品质多样化的产品。

(1)直接酯化-脱二元醇反应该方法是先在较低的反应温度下将二元酸与过量的二元醇进行酯化,形成有端羟基的预聚物,然后在高温、高真空度和催化剂存在的条件下脱除二元醇,从而得到聚酯。

(2)酯交换反应以二元酸二甲酯或二乙酯与等当量的二元醇,在催化剂存在的条件下,经高温、高真空度脱甲醇或乙醇得到聚酯。

(3)扩链反应由于缩聚反应的同时存在着逆方向的解聚反应,其平衡常数较低,在反应过程中需不断地排除小分子物质,以控制化学反应向正方向进行,从而获得所需相对分子质量的聚酯。

但在缩聚反应的过程中,特别是在反应的后期,温度往往超过200℃,脱羧、热降解、热氧化等副反应的发生将是不可避免的,这样就会影响相对分子质量的提高。

为了进一步提高相对分子质量,扩链反应往往是个比较有效的选择。

利用扩链剂的活性基团与聚酯的端羟基或端羧基反应来提高聚酯的相对分子质量。

常用的扩链剂主要有酸酐和二异氰酸酯等。

参考资料:[1]王晓青:生物降解塑料PBS聚酯的研究进展[2]/作者| 2010-7-11 14:19:23 | 阅读(12) |评论(0) | 阅读全文>>聚丁二酸丁二酯(PBS)2010-7-4 12:44:40 阅读31 评论0 42010/07 July4聚丁二酸丁二酯(PBS)别名:聚琥珀酸丁二酯,poly(butylene succinat)PBS,白色颗粒,90年代进入材料研究领域,是通用型生物降解塑料研究热点之一。

PBS力学性能优异,耐热性能好,热变形温度高,制品使用温度可以超过100℃,其合唱原料的来源可以是石油资源,也可以通过生物资源发酵得到。

PBS是目前世界工人的综合性能最好的生物降解塑料,可以用于包装,餐具,化妆品,药品瓶,一次性医疗用品,农用薄膜,农药、化肥包装,生物医用高分子材料。

PBS 的生产日本三菱化学,昭和高分子有千吨产量,中科院理化研究所 PBS共聚物合成研究,计划和金发建立1000吨的PBS基地。

作者| 2010-7-4 12:44:40 | 阅读(31) |评论(0) | 阅读全文>>目前可降解塑料除了PLA还有哪些种类?2010-7-4 12:04:36 阅读113 评论0 42010/07 July4目前可降解塑料除了PLA还有哪些种类?降解塑料(degradable plastic)是指,在规定环境条件下,经过一段时间和包含一个或更多步骤,导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能(如完整性、分子量、结构或机械强度)和/或发生破碎的塑料。

应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试,并按降解方式和使用周期确定其类别。

降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。

生物分解塑料(biodegradable plastic)是指,在自然界如土壤和/或沙土等条件下,和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳(CO2)或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。

也就是通常所说的生物降解塑料。

生物分解塑料分类:按照原料组成和制造工艺不同可分为以下三种:天然高分子及其改性材料、微生物合成高分子材料和化学合成高分子材料。

目前具有应用前景的生物分解塑料有:聚3-羟基烷酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚ε-己酯(PCL)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。

1.聚3-羟基烷酸酯(PHA)聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。

其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。

PHB是一种在自然界中广泛存在的热塑性聚酯,尤其常在细菌细胞间发现。

PHB的许多物理性能和机械性能与聚丙烯塑料接近,但它具有生物降解性和生物相容性,在生物体可完全降解成β-羟基丁酸、二氧化碳和水。

用这种生物塑料制成的材料可用于药物释放系统、植入体及一些痊愈后在人体中无害分解的器件,但相对聚丙烯来说,PHB比较硬,且更脆一些。

通过PHB与PHV共聚(PHBV)可以改善PHB结晶度高、较脆的弱点,提高其机械性、耐热性和耐水性。

PHB/PHV共聚物已经有产品出售,商品名为Biopol。

Biopol是由一系列不同材料组成的,当其中PHV的含量最高不超过30%, PHB/PHV为89/11时共聚物的强度和韧性达到最佳,此类产品可用于食品包装、化妆品、医药、卫生及农业等行业。

2.聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)是以微生物发酵产物-乳酸为单体化学合成的聚酯。

聚乳酸生产是以乳酸为原料。

传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料。

目前美、法、日等国家已开发利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。

玉米是生物降解塑料聚乳酸的首选原料。

制造生物降解塑料聚乳酸的工艺过程如下:首先把玉米磨成粉,分离出淀粉,再从淀粉中提取出原始的葡萄糖,最后用类似啤酒的发酵工艺将葡萄糖转化成乳酸,再把提取出来的乳酸制成最终的聚合物—聚乳酸。

聚乳酸是由可再生资源如谷物生产的可生物降解的聚合物。

在聚乳酸生产路线中, 乳酸单体首先通过谷物淀物水解为葡萄糖, 葡萄糖由发酵过程转化为乳酸钠, 由此来制备。

乳酸进一步浓缩, 然后按照缩聚( 形成预聚合物) 、热解聚( 形成二丙交酯) 、开环聚合和解聚顺序进行聚合。

得到聚乳酸的分子量高达75000g/mol。

通过一般的方法进行乳酸缩聚反应,仅能得到乳酸低聚物。

目前研究最多的制备高分子量PLA的方法是通过丙交酯的开环聚合反应,而丙交酯则由乳酸低聚物经高温裂解合成。

对于丙交酯的开环聚合反应机理及反应条件,都有详尽的研究报道。

最近,日本的三井化学公司提出了不经过丙交酯,直接以乳酸缩聚反应制备聚乳酸的新技术。

这一技术采用高活性的催化剂通过溶液缩聚,得到了高分子量的聚乳酸。

由于乳酸和丙交酯中含有不对称碳原子,经聚合可得到不同立构规整性的PLA,如L-PLA,D-PLA和DL-PLA。

聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密闭性,在常温下性能稳定,但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动降解。

使用后它能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利。

聚乳酸的降解分成两个阶段:1)首先是纯化学水解成乳酸单体;2)乳酸单体在微生物的作用下降解成二氧化碳和水。

聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解,真正达到生态和经济双重效应。

3.聚ε-己酯(PCL)聚ε-己酯(PCL)是由ε-己酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅62℃。

PCL的降解性研究从1976年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL都可以被微生物完全分解。

与PLA相比,PCL具有更好的疏水性,但降解速度较慢;同时其合成工艺简单、成本较低。

PCL的加工性能优良,可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。

同时,PCL和多种聚合物具有很好的相容性,如PE、PP、PVA、ABS、橡胶、纤维素及淀粉等,通过共混,以及共聚可得到性能优良的材料。

尤其是其与淀粉的共混或共聚,既可保持其生物降解性,又可降低成本,因而深受注目。

PCL与淀粉共混可得到耐水性好的降解塑料,其价格与纸相近;利用原位聚合方法,可将ε-己酯与淀粉接枝,得到性能优良的热塑性聚合物。

4.聚酯类--PBS/PBSA与同类产品比较,聚酯生物分降塑料的优点:1)上述生物分降塑料(聚乳酸、聚ε-己酯、聚羟基烷基酸酯)的致命弱点之一就是耐热性差, 这影响了它在餐饮领域的应用推广。

2)上述生物分降塑料(聚乳酸、聚ε-己酯、聚羟基烷基酸酯)加工工艺条件苛刻,产业化上存在一些无法的困难。

3)聚乳酸是水降解生物塑料,保存过程中不能接受水分子,在普通储存和正常使用过程中性能无法得到保证。

聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 是典型的聚酯生物分降塑料,正是由于克服了以上弱点,成为生物降解塑料材料中的佼佼者, 用途极为广泛, 可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。

PBS 综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景。

和PCL、PHB、PHA 等降解塑料相比, PBS 价格基本一致,没有什么优势;与其他生物降解塑料相比, PBS 力学性能优异, 接近PP 和ABS 塑料; 耐热性能好, 热变形温度接近100℃, 改性后使用温度可超过100℃, 可用于制备冷热饮包装和餐盒, 克服了其他生物降解塑料耐热温度低的缺点; 加工性能非常好, 可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工, 是目前降解塑料加工性能最好的, 同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物, 得到价格低廉的制品; PBS 生产可通过对现有通用聚酯生产设备略作改造进行, 目前国聚酯设备产能严重过剩, 改造生产PBS 为过剩聚酯设备提供了新的机遇。

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