聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)生物降解膜的制备及性质研究
211018589_石油基全生物降解塑料PBAT_合成技术及控制探究
第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023石油基全生物降解塑料PBAT合成技术及控制探究于凯，韩小旭，左华龙（慧泵（辽宁）科技有限公司，辽宁 营口 115007）摘 要： 以精对苯二甲酸（PTA）、1,6-己二酸（AA）、1,4-丁二醇（BDO）为主要原料，合成了聚石油基全生物降解改性塑料PBAT，通过PBAT合成的反应机理过程分析和制备工艺进行剖析，选取出分酯化反应和热熔融缩聚酯交换工艺流程，重点考察了分酯化工序中的酯化温度、酯化时间，缩聚工序过程中的缩聚温度，PBAT切粒干燥工艺的温度等控制要点；确定了制备出最优良的PBAT树脂的几个具体制备工艺条件：分酯化方式，AA/BDO分酯化温度140～180 ℃，分酯化总需时间约135 min；PTA/BDO分酯化温度194～220 ℃，分酯化时间约150 min；第二级串联酯化温度194～220 ℃，串联酯化时间约25～30 min；缩聚温度245～248 ℃，缩聚时间100 min[1]。
关 键 词：全生物降解塑料；酯化；缩聚；干燥中图分类号：TQ320.6 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0349-05传统的塑料是20世纪初的一件重大科学发明，在社会生活环境中已随处可见。
众所周知，塑料的合成主要在高温条件下经过聚合形成高分子材料，传统塑料具有不可降解的特征。
不可降解的废弃塑料给土壤生态环境带来一定的危害，会引起土壤污染，造成土壤结构的破坏。
而当前随着人们环保意识逐步的增强，人们更愿意为有效保护资源环境而合理使用各类可被降解的新型高分子材料，欧洲、欧盟、北美等许多发达国家和地区均相继先后出台有关政策，通过强制禁用、限用等严格措施逐步限制不可降解功能材料制品的使用，大力推动发展绿色生物可降解环保新型功能材料，以实现保护自然生态环境、土壤结构的目的。
(完整版)聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的合成与表征
聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二酯的合成与表征聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二酯（PBAT）拥有优秀的降解性能与机械性能, 在一段时间内最后可转变为二氧化碳与水。
在生物可降解薄膜、一次性包装资料和医用资料领域拥有很好的应用远景。
本文以对苯二甲酸（ PTA）、己二酸（ AA）、1,4- 丁二醇（ BDO）为原料 , 以摩尔比 n（BDO）:n （PTA+AA）=1.4;n （PTA）:n （AA）=1 经过直接熔融聚合法制备PBAT。
经过调理反响条件制备高分子量的PBAT,并初次经过使用亚磷酸三苯酯（ TPPi）在不改变其链构造的条件下进行扩链。
并分别对 PBAT的化学构造、端羧基含量、特征粘度、分子量及其散布、分子链构造、热性能、晶体构造、力学性能、熔体流动速率和亲水性进行研究。
研究缩聚温度对 PBAT的影响。
结果表示 , 成功制备出拥有亲水性且分子量散布较窄的PBAT。
跟着聚合温度的高升 ,PBAT的端羧基含量先降低后增添; 特征粘度 , 重均分子量（ M<sub>w</sub>）, 断裂伸长率和拉伸强度先增添后减小。
在缩聚温度 260℃时 ,PBAT 重均分子量高达 21.69 ×10<sup>4</sup> g/mol,断裂伸长率与拉伸强度分别为1420.51%和 26.70MPa。
进而确立 260℃为最正确的缩聚温度。
研究了催化剂种类和热稳固剂对PBAT的影响。
结果表示 , 钛酸四正丁酯（TBOT）与三氧化二锑（ Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>）组成的复合催化剂制备的 PBAT的分子量、色彩和力学性能方面不单优于单调的 TBOT催化剂的同时还优于TBOT/酸楚亚锡（Sn（Oct）<sub>2</sub>）复合催化剂, 磷酸三苯酯（TPP）有效克制了 PBAT热降解的进行。
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望
2021年第6期广东化工第48卷总第440期 · 47 ·聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望欧阳春平1*，卢昌利1，郭志龙1，王超军1，姚逸1，熊凯1，张尔杰1，焦建2，曾祥斌1(1．珠海万通化工有限公司，广东珠海519050；2．金发科技股份有限公司企业技术中心，广东广州510520) [摘要]介绍了目前国内外完全生物降解共聚酯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)的生产现状、合成工艺技术及应用开发，主要介绍了三种不同酯化工艺合成PBAT的工艺技术流程，并对PBAT的应用与前景进行了展望。
[关键词]PBAT；完全生物降解；合成；应用[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0047-02Prospection about Application and Research Progress of Synthesis Technology of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT)Ouyang Chunping1*, Lu Changli1, Guo Zhilong1, Wang Chaojun1, Yao Yi1, Xiong Kai1, Zhang Erjie1, Jiao Jian2, Zeng Xiangbin1(1. Zhuhai Wango Chemical Co., Ltd., Zhuhai 519050；2. National-certified Enterprise Technology Center, Kingfa Science and Technology Co., Ltd., Guangzhou 510520, China)Abstract: In the paper, the production status, synthesis technology and application development of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT) at home and abroad were introduced. More important, the technical progress of PBAT synthesis using the three different esterification process was introduced, and the industrial prospect of PBAT was prospected.Keywords: PBAT；biodegradation；synthesis；application通用塑料的大量使用在给人类的生产生活带来极大便利的同时，也造成了严重的危害：一方面，通用塑料的制造对石油资源的高度依赖造成了石油资源的日益短缺；另一方面，其制造过程产生大量废气，导致空气中二氧化碳等温室气体的含量剧增，进而引发了温室效应；更为严重的是，通用塑料的废弃物在自然界的长期残留对人类赖以生存的自然环境造成了严重的污染。
生物降解TPS
- 62 -工 业 技 术随着人们环境保护意识的不断增强，不可降解一次性塑料制品的使用将逐渐被限制。
生物可降解材料作为解决“白色污染”问题的有效途径之一，得到广泛的关注[1]。
由于热塑性淀粉（TPS）的机械性质尚有缺陷，因此其用途并不普遍[2]。
生产中利用其他生物可降解高分子材料与其进行共混来完成材料之间的优势互补，例如PBAT、PLA、PBS、PCL 和PGA [3]。
其中PBAT 除了具有生物降解性外，还具有良好的物理性能，可作为垃圾袋、食品容器等包装薄膜。
GARALDE 等将TPS 与PBAT 以不同的质量比共混，TPS ∶PBAT 质量比的增加可以改善TPS 在PBAT 基体中的分散，但会降低TPS/PBAT 共混物薄膜的拉伸强度、模量和柔韧性。
胡晨曦等[4]以熔融共混法制备了PBAT/PLA/Talc 复合材料，认为Talc 可改善PBAT、PLA 的界面相容性，对复合材料熔体流动具有较大影响。
目前可生物降解的淀粉复合材料应用的主要难题在于成本较高且力学性能较低。
该文以TPS 与PBAT、Talc 进行共混，制备得到一系列复合材料，研究不同组分含量薄膜的力学性能的影响。
并通过湿热老化研究薄膜的耐老化性能，最后与商业产品进行对比，以改善聚合物的力学性能，降低产品成本，扩展其应用范围。
1 试验部分1.1 主要原料PBAT，KHB21AP11，康辉新材料科技有限公司；TPS，山东寿光巨能金玉米开发有限公司；Talc，粒径2000目，广西龙胜华美滑石开发有限公司。
1.2 仪器与设备双螺杆挤出机：KY-35型，长径比50，南京科亚化工成套装备有限公司；单层吹膜机：45-700型，大连龙尧塑料机械有限公司；熔体流动速率（MFR）仪：MFI-2322S 型，承德市金建检测仪器有限公司；注射成型机，EM80-V，震雄机械（深圳）；微机控制万能试验机，WDT-1U，深圳凯强利机械；高低温恒温恒湿箱，LRHS-504-LH，上海林频仪器。
生物可降解PBAT_的合成方法与结构特性及降解机理
有机金属化合物作为缩聚催化剂的条件下进行酯
是在催化剂作用下,经体系内酯化或酯交换反应
化,然后在高温、高真空条件下经缩聚反应制得
PBA 进行酯交换。 该方法的优点是制备得到的
工艺流程短、生产效率高、化学反应时间短等优
得到 PBT 预聚体, 然后再通过熔融缩聚反应与
PBAT,其反应原理如图 1 所示 [7,10] 。 该方法具有
棉签) 、 生 物 医 学 领 域、 工 业 堆 肥 等 领 域。 2020
2030 年其市场规模将增长到 27 亿美元,年复合
增长率高达 8. 9% [8] 。
与不可降解聚合物材料相比,PBAT 在力学
性能、热性能、阻融性能及生产成本等方面的不足
解的聚合物。
生物可降解聚合物是一种绿色环保材料,对
是阻碍其应用的主要障碍。 目前主要通过添加低
聚合物相对分子质量分布较窄、中间产物少、反应
点,但存在反应体系复杂、产品相对分子质量难控
制、反应条件苛刻和副反应多等缺点 [11] 。
C
O ( CH2 ) 4
O
O
][ C
x
( CH2 ) 4
PBAT
O
O
O
OH
1,4- BDO
O
+
[
O
AA
O
HO
OH +
HO
中图分类号:TQ323. 4 文献标识码:A 文章编号:1001- 0041(2023)04- 0057- 06
与 传 统 金 属 相 比, 聚 合 物 材 料 如 聚 丙 烯
界中可实现完全生物降解,其降解终产物为无毒
可降解塑料及其微生物降解研究进展
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2023, 13(3), 670-678 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/aep https:///10.12677/aep.2023.133083可降解塑料及其微生物降解研究进展吴佳云*，李茹欣*，陈恩祈，卢得雨，谢桂英，杜星辰，钟宇晴，邓博晖，成彩霞， 廖三阳子，黄金岚，黄玉杰#，曾 斌#深圳技术大学药学院，广东 深圳收稿日期：2023年5月19日；录用日期：2023年6月19日；发布日期：2023年6月28日摘要为了缓解塑料制品广泛使用造成的环境污染，人们逐渐使用可降解塑料代替传统塑料。
根据后期处理方式的差异，可降解塑料主要可分为四大类：光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料、光/氧–生物复合降解塑料。
其中，生物降解塑料的应用最为广泛。
根据化学结构和性能上的不同，目前常用的可降解塑料主要可分为聚α-羟基酸类、二元酸二元醇共聚酯类、聚羟基烷酸酯类及淀粉基类。
本文我们综述了近年来国内外研究者针对以上四类生物降解塑料的降解条件及机理等相关研究进展，并整理了可降解生物塑料的主要微生物研究及种类等信息，有助于对可降解塑料的深入认识、新型可降解塑料的研制及优质降解方法的开发。
关键词塑料，可降解塑料，生物降解塑料，微生物降解Research Progress on Biodegradable Plastics and Their Microbial DegradationJiayun Wu *, Ruxin Li *, Enqi Chen, Deyu Lu, Guiying Xie, Xingchen Du, Yuqing Zhong, Bohui Deng, Caixia Cheng, Sanyangzi Liao, Jinlan Huang, Yujie Huang #, Bin Zeng #Pharmaceutical College of Shenzhen University of Technology, Shenzhen GuangdongReceived: May 19th , 2023; accepted: Jun. 19th , 2023; published: Jun. 28th , 2023AbstractIn order to alleviate the environmental pollution caused by the widespread use of plastic prod-*共同第一作者。
可生物降解塑料PBAT共混改性研究进展
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第5期2021年5月V ol.49，No.5May 2021158doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.05.030可生物降解塑料PBAT 共混改性研究进展晏永祥，贺哲，张跃飞，李焰，申雄军(长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114)摘要：可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT ）的改性是降低其成本、提高性能的重要方法。
主要综述了近十几年来国内外PBAT 的共混改性研究进展，主要包括聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸戊酯、聚乙醇酸、聚乙烯醇缩丁醛等可降解高分子与PBAT 共混改性，玉米淀粉、纤维素和木质素等有机填料与PBAT 共混改性，以及碳酸钙、蒙脱土等无机填料与PBAT 共混改性，并对其发展作出总结与展望，旨在为开发新型高效的PBAT 复合材料提供指导意义。
关键词：聚己二酸对苯二甲酸丁二酯；可降解高分子聚合物；填料；共混改性中图分类号：TQ321 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)05-0158-04Progress of Blending Modification of Biodegradable Plastic PBATYan Yongxiang ， He Zhe ， Zhang Yuefei ， Li Yan ， Shen Xiongjun(School of Chemistry and Food Engineering ， Changsha University of Science and Technology ， Changsha 410114， China)Abstract ：Modi fication of poly(butylene adipate terephthalate) (PBAT) is an important method for lowering the production cost and improving properties. The research progress of blending modi fication of PBAT in the past ten years, mainly including blend-ing with biodegradable polymers such as polylactic acid, poly(propylene carbonate), polybutylene succinate , polyhydroxybutyrate valerate, polyglycolic acid and polyvinyl butyral were mainly summarized, blending with organic fillers such as corn starch, cellulose and lignin, and blending with inorganic fillers such as calcium carbonate and montmorillonite were summarized. The prospects its development were also summarized . The objective is to provide guidance for the development of new and ef ficient PBAT composite materials.Keywords ：poly(butylene adipate terephthalate)；degradable high molecular polymer ；filler ；blending modi fication 近几年，由于市场对塑料的需求量飞速上升，而以石油原料合成的塑料无法自然降解，随处可见的白色塑料导致环境污染日益严重。
PBAT合成工艺研究
PBAT合成工艺研究PBAT是一种生物降解性的聚酯材料，具有良好的可降解性和生物相容性，在环保领域有着广泛的应用前景。
为了更好地了解PBAT的合成工艺和性能，本文将对PBAT的合成工艺进行深入研究，并探讨其在环保领域的应用前景。
一、PBAT的化学结构和性质PBAT的主要性质包括良好的可降解性、生物相容性、耐热性和机械性能等。
其中，PBAT的可降解性是其最大的特点之一，可以在自然环境中被微生物降解为CO2和水，不会对环境造成污染。
此外，PBAT还具有良好的生物相容性，可用于医疗器械、包装材料等领域。
二、PBAT的合成工艺1.原料准备：PBAT的合成原料主要包括1,4-丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸和琥珀酸等。
其中，1,4-丁二醇和对苯二甲酸是PBAT合成的主要原料，丁二酸和琥珀酸可以用作增韧剂和稳定剂。
2.聚合反应：PBAT的合成过程主要是通过聚酯化反应将1,4-丁二醇和对苯二甲酸进行酯化反应。
在反应中，需要加入催化剂和溶剂，并控制反应的温度和压力，以促进反应的进行。
3.后处理：聚合反应结束后，需要对PBAT进行精炼和纯化，去除未反应的原料和催化剂等杂质。
最后，通过造粒或浇铸等工艺对PBAT进行成型，得到最终的产品。
三、PBAT的应用前景PBAT作为一种生物降解性材料，在环保领域有着广阔的应用前景。
其主要应用包括生物降解性包装材料、医疗器械、农用薄膜等。
由于PBAT具有良好的可降解性和生物相容性，可以替代传统的塑料制品，减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
除此之外，PBAT还可以与其他生物降解性材料如淀粉、PHA等复合使用，以提高材料的性能和降解性能。
未来，随着环保意识的增强和可降解材料市场的不断扩大，PBAT有望成为一种主流的环保材料，为解决环境污染问题做出重要贡献。
总而言之，PBAT作为一种生物降解性材料，具有良好的可降解性和生物相容性，在环保领域有着广泛的应用前景。
通过对PBAT的合成工艺进行深入研究，可以更好地掌握其生产技术，推动其在环保领域的应用和推广，为环境保护事业做出积极的贡献。
生物可降解材料PBAT_的生产现状及其研究进展
第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024基金项目： 2023年八师中青年科技创新领军人才项目（项目编号：2023RC06）。
收稿日期： 2023-05-06生物可降解材料PBAT 的生产现状及其研究进展王祖芳，黄东，王明亮（新疆天业（集团)有限公司，新疆 石河子 832000）摘 要：阐述了目前生物可降解材料PBAT 的合成工艺技术特点、技术来源、产业化现状及改性研究进展，指出了生物可降解材料PBAT 生产技术的未来发展方向。
关 键 词：工艺技术；生产现状；共聚改性；共混改性中图分类号：TQ201 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0416-07塑料自发明以来，由于其在强度、性能与功能以及使用方便等方面的优势，在包装、农业、 建筑、机械及社会各个方面被大量使用，人类已经离不开它。
但由于对废弃传统塑料制品的不规范处理、缺少合理回收使用技术、以及长时间的堆积，形成了日益严重的“白色污染”问题，它严重影响了人类的生活环境、粮食安全和可持续发展。
国家和各省市相继出台了相关法律法规，将限制和淘汰使用不可降解塑料制品提上了具体日程，以解决废旧塑料带来的“白色污染”、“海洋微塑料污染”等全球性环境问题，与此同时，政府已采取一系列措施，鼓励开发、生产和推广生物降解材料。
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(以下简称“PBAT”)是一类长链脂肪族-芳香族共聚酯聚合物材料，由脂肪族的己二酸(AA)、短芳香族对苯二甲酸(PTA)和1，4-丁二醇(BDO)经酯化缩聚而成。
主要融合了脂肪族制品的“柔韧性”和芳香族产品的“刚性”，有较好的断裂伸长率和延展性，以及良好的抗冲击能力和热稳定性[1-4]。
由于酯键存在于分子中，有生物的可降解性，易于被大自然中动植物体内的各种细菌或酶所分解，形成了二氧化碳和水分，因此，应用前景广阔。
生物降解塑料PBAT材料改性介绍
生 物 降 解 塑 料 PBAT（ 中 文 名 称 ：聚 己 二 酸 / 对 苯二甲酸丁二酯 ；英文名称 ：Poly (butyleneadipateco-terephthalate) ；缩 写 简 称 ：PBAT）。PBAT 主 要 是 以对苯二甲酸（PTA）[ 或对苯二甲酸二酯（DMT）]、 已二酸（、1,4- 丁二醇（BDO）为原料，通过直 接酯化或酯交换法而制得 [2~3]。如图 1 所示。
膜材料领域的应用，需对 PBAT 进行改性，以共混改性和扩链改性为主，以达到降低成本和改善其综合性能的目的。本文以介绍
PBAT 与制备工艺线路，主要讲述 PBAT 与可降解材料、无机填充物等材料进行改性情况，以向读者分享。
关键词 ：生物降解塑料 ；PBAT ；可降解材料 ；无机填充物 ；材料改性
中图分类号 ：TQ325.1
(BT)， 再 与 PBA 进 行 酯 交 换 熔 融 缩 聚 而 制 得 [9]。 工 艺优点是工艺设备简单、反应体系中间物质较少、相
酯交换法：以 PBA（聚己二酸丁二醇酯），PTA（对 对 分 子 质 量 分 布 较 窄、 产 品 黏 度 易 于 调 控、 废 弃 物 可
苯二甲酸）或 DMT（对苯二甲酸二酯），BDO（1,4- 以被再次利用 ；缺点是各批次产品质量可能存在差异，
作 者 简 介 ：陶 永 亮 （ 1 9 5 6 - ）， 男 ， 教 授 级 高 级 工 程 师 ， 主 要从事高分子材料应用与模塑成型加工等研究。
收 稿 日 期 ：2 0 2 1 - 0 6 - 1 5
2021年 第47卷
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橡塑技术与装备（塑料）
PBAT及其在环保塑料领域汇总
PBAT及其在环保塑料领域汇总生物可降解塑料是一种特殊类型的塑料，其特点是可被自然界存在的微生物作用而引起降解。
这些塑料在使用后可以分解为无害的物质，从而避免了传统的塑料材料对环境产生的负面影响。
本文将重点介绍一种典型的脂肪族-芳香族共聚酯——聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT），其结构式以及在环保塑料领域的应用。
一、PBAT的结构和制备方法PBAT是一种线性脂肪族-芳香族无规共聚酯，它是由1,4－丁二醇（BDO）、己二酸（AA）、对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二醇酯（DMT）为原料，通过共酯化、分酯化和串联酯化三种酯化方式制备而成。
PBAT具有较好的生物降解性、热稳定性和加工性能，因此在购物袋、垃圾袋、快递包装袋、保鲜膜等各种膜袋制品中应用广泛。
二、PBAT的环保性能和应用PBAT作为一种生物可降解塑料，具有优良的环保性能。
它可以被微生物分解为水和二氧化碳等无害物质，从而减少了对环境的污染。
同时，PBAT的生产和使用也可以减少对石油资源的依赖，降低能源消耗和碳排放，有助于实现可持续发展。
然而，PBAT的生产成本较高，且性能和加工性能有待进一步提高。
因此，在实际应用中仍需进一步研究和改进，以降低成本和提高性能，从而更好地满足市场需求。
三、PBAT与其他生物可降解材料的共混改性为了改善PBAT的综合性能并降低其应用成本，研究者们采用了添加填料和可降解高分子材料进行熔融共混等方法。
例如，将PBAT与聚乳酸（PLA）进行熔融共混，可以在保证生物降解性的前提下提高PBAT的刚性，使产品获得最佳性能平衡点。
这种共混改性方法为PBAT的应用提供了更广泛的可能性。
四、结论聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）作为一种典型的脂肪族-芳香族共聚酯，具有优良的环保性能和一定的市场应用价值。
然而，其生产成本较高且性能有待进一步提高。
通过添加填料和可降解高分子材料进行熔融共混等方法可以改善PBAT的综合性能并降低其应用成本，为其在环保塑料领域的应用提供了更广阔的发展空间。
史上最全PBAT生产工艺介绍!
史上最全PBAT生产工艺介绍！PBAT 全名为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的简写，即其化学结构式为：从其化学结构式可知：PBAT 是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。
兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有较好的力学性能，又有较高的延展性和断裂伸长率，还具有优良的生物降解性，是一种全生物可降解塑料。
生物可降解塑料是在土壤、沙土等自然条件下，与微生物渊（如细菌/霉菌/藻类等）作用降解成二氧化碳、水等小分子或低分子化合物的塑料。
降解塑料主要分为光降解塑料、生物降解塑料尧、光生物降解塑料。
光降解塑料需要充足的光照才能降解，给生产带来了很大局限性，所以光降解塑料的推广并不好。
生物降解塑料品种已经有几十种，可批量生产和工业化生产的品种主要有：微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯，化学合成的聚乳酸(PLA)、聚己内酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、CO2/环氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。
01PBAT的制备方法以己二酸 (AA)、对苯二甲酸 (PTA)、丁二醇(BDO)为单体，按照一定比例合成聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯，工艺过程中重点在于严格控制反应的酯化方式、酯化时间、缩聚温度、稳定剂等。
这些关键因素能够直接影响合成过程，最终影响产品的性能。
为确保制备出良好的 PBAT 树脂，所需的最佳工艺条件为：共酯化反应方式，酯化时间为 185min，缩聚温度 248~250℃。
02PBAT的制备工艺PBAT 的制备有三种酯化方式：共酯化、分酯化和串联酯化。
制备流程图及主要工艺参数如下图 1、图 2、图 3 所示。
03PBAT操作特点(1)为了减少 BDO 的副反应发生，减少 THF的生成，降低原料消耗，整个酯化反应在真空条件下进行，降低了酯化反应温度；同时也降低了能耗。
聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成_概述说明以及解释
聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在聚合物材料领域，聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种重要的合成高分子化合物。
它具有良好的热稳定性、机械性能和电绝缘性能，广泛应用于纺织、电子、汽车等领域。
因此，对于聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成方法及其影响因素进行深入研究具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成进行讨论：介绍反应原理，阐述合成方法以及探讨影响因素。
同时还将包括实验步骤与结果分析、应用与前景展望以及结论与总结部分。
1.3 目的本文旨在系统地概述聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成，并解释其中涉及到的反应原理、合成方法和影响因素。
通过归纳总结已有研究成果和实验结果，为进一步的应用推广提出建议，并指明未来的研究方向。
该研究对于聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成工艺优化以及材料性能提升具有重要参考价值。
2. 聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成2.1 反应原理聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种高分子聚合物，其合成原理是通过将对苯二甲酸与丁二醇进行反应，形成长链的聚对苯二甲酸丁二醇酯分子。
2.2 合成方法聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成通常采用无溶剂法或溶剂法。
其中无溶剂法是将对苯二甲酸、丁二醇和催化剂直接混合并进行加热反应，在高温下进行环化缩聚反应，生成聚合物。
而溶剂法则是在有机溶剂中进行反应，利用催化剂促进分子间的缩合反应。
2.3 影响因素在合成过程中，存在一些影响聚对苯二甲酸丁二醇酯形貌和性能的因素。
例如：- 原料比例：对苯二甲酸和丁二醇的摩尔比例会影响到产物的结构和性质。
- 反应温度：反应温度会影响反应速率和聚合物的分子量。
- 催化剂选择：催化剂的种类和浓度会影响到聚合反应的进行和产物的分子结构。
以上是关于聚对苯二甲酸丁二醇酯合成的基本概述，包括反应原理、合成方法以及影响因素。
在后续章节中，我们将展示实验步骤与结果分析，并讨论PBT在不同领域的应用前景。
3. 实验步骤与结果分析:3.1 材料与仪器准备:在聚对苯二甲酸丁二醇酯的合成实验中，下列材料和仪器是必需的:材料:- 对苯二甲酸- 1,4-丁二醇- 氯化亚锡（催化剂）- 溶剂（如二氯甲烷或氯仿）仪器:- 三口瓶或反应釜- 磁力搅拌器- 洗涤瓶和冷却装置- 离心机- 干燥箱或真空干燥器3.2 实验步骤:以下是合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的基本实验步骤:步骤1: 反应前准备准备聚合反应所需的所有材料和装置。
《2024年聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)食品抗菌保鲜膜的研制与应用》范文
《聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）食品抗菌保鲜膜的研制与应用》篇一一、引言随着人们对食品安全和保鲜技术的日益关注，食品包装材料的发展尤为重要。
其中，聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）作为一种新型生物降解材料，具有优异的物理性能和良好的抗菌性能，广泛应用于食品包装领域。
本文将详细介绍PBAT食品抗菌保鲜膜的研制过程、性能及其在食品保鲜中的应用。
二、PBAT材料简介PBAT，即聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯，是一种热塑性生物降解塑料。
其分子结构中含有的酯键和长链脂肪族结构，使其具有良好的生物相容性和可降解性。
此外，PBAT还具有优良的物理性能，如良好的拉伸强度、抗穿刺性能和热封性能，使其成为理想的食品包装材料。
三、PBAT食品抗菌保鲜膜的研制1. 材料选择与配方设计：选择具有优良抗菌性能的添加剂，如纳米银、天然植物提取物等，与PBAT基材进行复合，以提高保鲜膜的抗菌性能。
同时，根据产品需求，调整配方，使保鲜膜具有良好的透明度、拉伸性和热封性。
2. 制备工艺：采用先进的挤出工艺和薄膜制备技术，将PBAT基材与抗菌添加剂复合，制备出具有优良性能的PBAT食品抗菌保鲜膜。
3. 性能测试：对制备出的PBAT食品抗菌保鲜膜进行性能测试，包括拉伸强度、抗穿刺性能、热封性能、透光性、水蒸气透过率等。
同时，进行抗菌性能测试，以评估保鲜膜的抗菌效果。
四、PBAT食品抗菌保鲜膜的性能1. 物理性能：PBAT食品抗菌保鲜膜具有良好的拉伸强度、抗穿刺性能和热封性能，可满足不同食品包装的需求。
2. 抗菌性能：添加的抗菌添加剂使保鲜膜具有优异的抗菌性能，可有效抑制食品中细菌的生长和繁殖，延长食品的保质期。
3. 生物降解性：PBAT作为一种生物降解塑料，具有良好的生物降解性，有利于减少环境污染。
4. 环保性：PBAT食品抗菌保鲜膜在使用过程中不会产生有害物质，对环境和人体无害。
五、PBAT食品抗菌保鲜膜的应用PBAT食品抗菌保鲜膜广泛应用于各类食品包装，如肉类、禽类、海鲜、果蔬等。
PBAT合成工艺研究
ＰＢＡＴ合成工艺研究庞道双１ꎬ潘小虎１ꎬ２ꎬ李乃祥１ꎬ２ꎬ戴钧明１ꎬ２(１.中国石化仪征化纤有限责任公司研究院ꎬ江苏仪征㊀２１１９００ꎻ２.江苏省高性能纤维重点实验室ꎬ江苏仪征㊀２１１９００)㊀㊀摘㊀要:以己二酸(ＡＡ)㊁对苯二甲酸(ＰＴＡ)㊁丁二醇(ＢＤＯ)为单体ꎬ合成了聚己二酸丁二醇－ｃｏ－对苯二甲酸丁二醇酯(ＰＢＡＴ)ꎬ考察了酯化方式㊁酯化时间㊁缩聚温度㊁稳定剂等关键工艺对合成过程及产品性能的影响ꎬ确定了制备良好色相ＰＢＡＴ树脂的工艺条件:共酯化方式ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎬ缩聚温度２４８~２５０ħꎬ稳定剂添加量７０μｇ/ｇꎮ对ＡＡ理论加入量与实测值差异分析发现:己二酸以２~３个聚合度的己二酸低聚物形式通过真空系统抽出ꎬ可以再聚合使用ꎮ关键词:ＰＢＡＴ㊀酯化㊀缩聚㊀己二酸中图分类号:ＴＱ３２２.４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００６３３４Ｘ(２０１９)０２００３５０５收稿日期:２０１８０３２０作者简介:庞道双(１９８４ )ꎬ女ꎬ江苏东海人ꎬ工程师ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事聚酯改性工作ꎮ㊀㊀传统塑料由于不可降解ꎬ存在于自然界中会造成严重的白色污染[１２]ꎬ开发可在自然界中生物降解的材料成为近年持续研发的热点[３４]ꎬＰＢＡＴ是其中备受关注的一类可降解聚酯ꎬ既具有ＰＢＴ聚酯良好的热稳定性和力学性能ꎬ又兼具脂肪族聚酯良好的拉伸性和延展性ꎬ还可以在自然条件下降解为水ꎬ二氧化碳[５６]ꎮＰＢＡＴ是目前最有前景替代传统塑料的材料ꎬ但制约其大规模发展应用主要是与传统塑料相比ꎬ价格昂贵[７]ꎮＰＢＡＴ比较成熟的有ＢＡＳＦ公司的 Ｅｃｏｆｌｅｘ 聚酯ꎬ国内新疆蓝山屯河聚酯有限公司㊁山西金辉兆隆高纤科技有限公司已建成生产线ꎬ同时也有大量研究者在ＰＢＡＴ合成改性方面做了大量研究ꎬ旨在提高产品的质量ꎬ拓展其应用[８１３]ꎬ但目前针对ＰＢＡＴ合成过程中聚酯色相不佳问题未见报道ꎮ因此本文设计了ＰＢＡＴ的合成路线ꎬ针对几个关键工艺点进行系统研究ꎬ以制备色相较好的ＰＢＡＴ聚酯ꎬ同时对ＡＡ理论加入量与实测值差异进行分析ꎬ寻求解决途径ꎬ为后期工业化生产提供支撑ꎮ１㊀试㊀验１.１㊀原料ＰＴＡꎬ工业级ꎬ翔鹭石化ꎻＢＤＯꎬ工业级ꎬ仪征化纤ꎻＡＡꎬ工业级ꎬ江苏海力ꎻ钛酸正四丁酯ꎬ分析纯ꎬ国药集团ꎻ硫酸类稳定剂Ｐ１㊁Ｐ２㊁Ｐ３ꎬ化学纯ꎬ国药集团ꎮ１.２㊀仪器设备相对黏度仪:Ｙ５０１型ꎬ美国Ｖｉｓｃｏｔｅｋ公司ꎮ色差仪ꎬＵｌｔｒａＳｃａｎＶＩＳ型ꎬ美国ＨｕｎｔｅｒＬａｂ公司ꎮ差式扫描量热仪ꎬＤＳＣ－７型ꎬ美国Ｐｅｒｋｉｎ￣Ｅｌｍｅｒ公司ꎮ气相色谱仪:７８９０Ｂ型ꎬ英国Ａｇｉｌｅｎｔ公司ꎮ质谱仪:５９７７Ａ型ꎬ英国Ａｇｉｌｅｎｔ公司ꎮ渗透色谱分析仪ꎬＰＬ－ＧＰＣ５０型ꎬ英国Ａｇｉｌｅｎｔ公司ꎮ全自动电位滴定仪:９０５型ꎬ瑞士万通ꎮ１.３㊀ＰＢＡＴ的制备采用三种酯化方式进行了工艺研究:共酯化㊁分酯化和串联酯化ꎬ流程图及主要工艺参数如图１~３所示ꎮＢＤＯ与(ＡＡ＋ＰＴＡ)摩尔比为２ʒ１ꎬＡＡ与５５ʒ４５ꎮ图１㊀共酯化流程示意图图２㊀分酯化流程示意图第３４卷第２期２０１９年６月合成技术及应用ＳＹＮＴＨＥＴＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＶｏｌ.３４㊀Ｎｏ.２Ｊｕｎ.２０１９图３㊀串联酯化流程示意图１.４㊀分析表征聚酯特性黏度㊁色值采用国标ＧＢ/Ｔ１４１９０ ２０１８纤维级聚酯切片测试方法ꎮ热性能分析:采用差式扫描量热仪ꎬ在氮气氛围下ꎬ以１０ħ/ｍｉｎ升温速率从２５ħ升至１９０ħ保持５ｍｉｎꎻ再以４００ħ/ｍｉｎ降温速率降至２５ħ保持５ｍｉｎꎻ又以１０ħ/ｍｉｎ升温速率升至１９０ħ保持５ｍｉｎ后ꎬ最后以１０ħ/ｍｉｎ降温速率降至１００ħꎮ气相色谱分析:采用气相色谱仪ꎬ溶剂甲醇ꎬ检测器ＦＩＤ氢火焰离子检测器ꎬ柱子ＥＣ￣ＷＡＸꎬ温度２５ħꎬ湿度６０％条件下测量ꎮＧＣ￣ＭＳ气相色谱－质谱联用分析:采用气相色谱仪ꎬ检测器ＦＩＤ氢火焰离子检测器ꎬ柱子ＥＣ￣ＷＡＸꎬ温度２５ħꎬ湿度６０％条件下测量ꎬ质谱仪ꎬ真空ꎬ１５０ħ测试ꎮ凝胶渗透色谱分析:采用凝胶色谱仪ꎬ流动相氯仿ꎬ紫外检测器ꎮ酯化率分析:准确称取一定量样品ꎬ用ＮꎬＮ－二甲基甲酰胺在加热至２２０ħ回流ꎬ使酯化物完全溶解ꎬ同样条件下准备空白样品ꎮ用氢氧化钾乙醇标准溶液滴定样品和空白ꎬ由二者所消耗氢氧化钾乙醇标准液的体积之差求得酸值ＡＮꎮ准确称取一定量样品ꎬ加入氢氧化钾－正丙醇溶液加热至９８ħꎬ使酯化物完全皂化ꎬ同样条件下准备空白样品ꎮ用硫酸标准溶液滴定样品和空白ꎬ由二者所消耗硫酸标准液的体积之差求得皂化值ＳＮꎮ酯化率ｗ为:ｗ＝ＳＮ－ＡＮＳＮˑ１００２㊀结果与讨论２.１㊀酯化工艺对合成过程及产品性能的影响２.１.１㊀酯化方式对合成工艺及产品性能的影响由于体系中存在两种不同的二元酸ＡＡ和ＰＴＡꎬＡＡ与ＢＤＯ酯化温度低ꎬＰＴＡ与ＢＤＯ酯化温度高ꎬ为保证酯化反应的顺利进行ꎬ分酯化和串联酯化可能更适合ＰＢＡＴ的合成ꎬ但需要两个酯化釜ꎬ而共酯化工艺可能操作更便捷ꎬ对设备的改动小ꎮ因此研究三种酯化工艺ꎬ共酯化㊁分酯化和串联酯化方式对合成及产品性能的影响ꎬ如表１所示ꎮ表１㊀不同酯化方式下合成工艺及产品性能酯化方式酯化温度/ħ酯化时间/ｍｉｎ酯化物酯化率ꎬ％Ｔｍ/ħＡＡʒＰＴＡ(实测值)共酯化１６０~２２０１８５９８.９４１１５.５０５１.６ʒ４８.４分酯化ＰＴＡ＋ＢＤＯ１９４~２２０１８０９８.８１分酯化ＡＡ＋ＢＤＯ１４０~１８０１６０９７.２７１１５.６３５１.４ʒ４８.６串联酯化１９０~２２０１８０＋１２０９８.２０１１５.２５５２.５ʒ４７.５㊀㊀表１可以看出ꎬ不同酯化方式ꎬ酯化反应均达到较高的反应程度ꎬ而且产品的熔点基本一致ꎬ从组成分析看ꎬ产品中ＡＡ与ＰＴＡ的组成基本一致ꎮ但不同的方式ꎬ所需的酯化时间不同ꎬ串联酯化时间较长ꎻ分酯化中ꎬ两组酯化反应同时进行ꎬ时间与共酯化相近ꎬ但不同的酯化釜采取不同的温度ꎬ有利于各自反应的进行ꎮ针对小釜试验ꎬ共酯化方式产品性能基本达到要求ꎬ操作更便捷ꎮ２.１.２㊀酯化时间对合成工艺及产品性能影响为了保证缩聚反应的正常进行ꎬ酯化物需达到适宜的酯化率ꎬ因此研究酯化时间对ＰＢＡＴ合成及产品性能的影响ꎬ如表２所示ꎮ表２㊀不同酯化时间下合成工艺及产品性能酯化时间/ｍｉｎ酯化率ꎬ％缩聚时间/ｍｉｎ特性黏度/(ｄＬ ｇ－１)Ｔｍ/ħ３５３３.６７１５０６５６４.３３１５０９５８３.０７１５０ １２５９０.０１１５００.９０５１１４.５０１４５９３.７０１３０１.２９６１１５.２０１６５９５.６５１２０１.３４７１１５.５３１８５９８.９４１００１.３４５１１５.５０２０５９９.３３９７１.２９９１１５.０１㊀㊀从表２可以看出ꎬ随着酯化时间的增加ꎬ酯化率逐渐增加ꎬ当反应１６５ｍｉｎ时ꎬ酯化率达到９５％以上ꎬ合成ＰＢＡＴ的特性黏度达１.３４７ꎬ延长酯化时间ꎬ６３合成技术及应用第３４卷酯化率提高到９８％以上ꎬ达到相同特性黏度ꎬ缩聚时间可缩短２０ｍｉｎꎬ继续延长酯化时间ꎬ酯化率提高不明显ꎬ且特性黏度有所降低ꎮ这是因为酯化率过高ꎬ体系中羧基官能团少ꎬ缩聚时主要是对苯二甲酸丁二醇酯和己二酸丁二醇酯发生酯交换发生ꎬ而一定的羧基官能团使体系发生酯化反应ꎬ较酯交换反应要快ꎬ因此酯化率过高不利于缩聚反应的进行ꎮ所以优选酯化时间１６５~１８５ｍｉｎꎮ２.２㊀缩聚工艺对产品性能的影响ＰＢＡＴ热稳定性差ꎬ缩聚工艺窗比较窄ꎬ为得到色相较好的产品ꎬ对缩聚温度进行研究ꎬ如表３所示ꎮ反应条件为:酯化方式为共酯化ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎮ表３㊀不同缩聚温度对产品性能的影响缩聚温度/ħ缩聚时间/ｍｉｎ特性黏度/(ｄＬ ｇ－１)Ｔｍ/ħＬ/ａ/ｂ２４０~２４５１４０１.２９４１１５.６８８３.９６/４.２２/５.７９２４５~２４８１１５１.２９２１１５.５３８５.７４/４.６１/４.６３２４８~２５０１００１.３４５１１５.５０８５.３５/３.５９/４.６４２５０~２５５８０１.３２６１１５.６５８３.２９/５.２０/６.５６㊀㊀从色相看ꎬ随着温度升高ꎬ色相变好ꎬ在２４８~２５０ħ时ꎬ产品的色相最好ꎬ继续升高温度ꎬ色相变差ꎮ因为温度过高ꎬ副反应占主导ꎬ同时聚酯发生热降解ꎬ会导致色相变差[１４]ꎮ因此将缩聚温度控制在２４８~２５０ħꎬ相应的缩聚时间为１００ｍｉｎꎮ２.３㊀稳定剂对产品性能的影响２.３.１㊀稳定剂种类对产品性能的影响己二酸在高温聚合过程中极易发生副反应ꎬ使得最终产物色相变差ꎮ因此筛选了几种常用磷系稳定剂ꎬ对聚合体系进行优化ꎬ以期改善聚合产物色相ꎬ如表４所示ꎮ反应条件为:共酯化ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎬ缩聚温度２４８~２５０ħꎬ缩聚时间１００ｍｉｎꎮ表４㊀不同稳定剂对产品的影响稳定剂特性黏度/(ｄＬ ｇ－１)Ｌ/ａ/ｂ无１.３４５８５.３５/３.５９/４.６４Ｐ１１.２６７８６.５２/２.３５/３.２４Ｐ２０.９１２８５.２２/３.２５/４.３４Ｐ３１.０９３８２.２８/５.５８/６.２１㊀㊀从表５可以看出Ｐ１㊁Ｐ２色相较好ꎬＰ２㊁Ｐ３对聚酯的特性黏度影响较大ꎬ这是因为添加稳定剂后ꎬ对主反应也有一定的抑制作用ꎬ使聚合速度变慢ꎬ在相同的聚合时间ꎬ特性黏度偏低ꎮ魏高富[１５]发现ꎬ达到相同特性黏度ꎬ添加稳定剂后需要更长的时间ꎮ说明稳定剂的增加起到阻聚的作用ꎬ如需达到较高的特性黏度ꎬ应适当延长缩聚时间ꎮ综合考虑稳定剂对特性黏度和色相的影响ꎬ选择稳定剂Ｐ１ꎮ２.３.２㊀稳定剂添加量对产品性能的影响稳定剂对产物的色相有改善作用ꎬ但同时对聚合反应速率会产生影响ꎬ因此研究稳定剂用量对产品性能的影响ꎬ如表５所示ꎮ反应条件为:共酯化ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎬ缩聚温度２４８~２５０ħꎬ缩聚时间１００ｍｉｎꎬ添加Ｐ１稳定剂ꎮ表５㊀稳定剂添加量对产品性能的影响添加量/(μｇ ｇ－１)特性黏度/(ｄＬ ｇ－１)Ｌ/ａ/ｂ０１.３４５８５.３５/３.５９/４.６４３０１.２８９８５.９６/２.７２/３.９１５０１.２６７８６.５２/２.１５/３.２４７０１.２５５８６.９５/１.８８/３.０２９０１.２０３８６.８８/１.４９/２.９５１１０１.１０５８６.６４/０.９３/２.８０㊀㊀随着稳定剂添加量的增加ꎬ聚酯的色相有所改善ꎬ但同时聚酯的特性黏度随添加量增加逐渐降低ꎮ因此通过添加量对特性黏度和色值变化值作图ꎬ如图４所示ꎮ一定的添加量下ꎬ特性黏度变化大ꎬ说明此添加量下ꎬ特性黏度对添加量的变化比较敏感ꎬ特性黏度变化小ꎬ说明此时稳定剂的变化量对其影响较小ꎬ从图中可以看出ꎬ在５０~７０μｇ/ｇ时ꎬ产品的特性黏度变化较小ꎮ从色值变化看ꎬ７０~１１０μｇ/ｇ时ꎬ产品的色值变化较小ꎬ综合考虑ꎬ选择稳定剂添加量为７０μｇ/ｇꎮ图４㊀不同稳定剂添加量下产品的特性黏度及色值变化２.４㊀ＡＡ理论加入量与实测值差异分析在研究中发现合成聚酯ＰＢＡＴ中ＡＡ与ＰＴＡ７３第２期庞道双等.ＰＢＡＴ合成工艺研究的比例与投料时有所偏离ꎬ因此研究了ＡＡ偏离的原因ꎮ对酯化水进行检测ꎬ未在酯化水中检出己二酸ꎮ缩聚过程是在负压高温下进行的ꎬ对缩聚过程进行研究ꎬ发现缩聚过程中有一定量的低聚物被抽出系统ꎬ收集抽出物并对其进行ＧＣ－ＭＳ和分子量分布分析ꎬ如图５和表６所示ꎮ结合沉积物的ＧＣ￣ＭＳ和分子量分布测试结果ꎬ可推测缩聚过程馏出物的主要成分是２~３个聚合度己二酸低聚物和少量己二酸单体ꎮ图５㊀收集沉积物经过甲酯化处理后ＧＣ￣ＭＳ图表６㊀收集沉积物ＧＰＣ数据峰ＭｐＭｎＭｗＭｚＭｚ＋１ＭｖＰＤ面积ꎬ％１９４４９５５９５７９５９９６２９５７１.００２２.１３５２６６３５５７５８３６０５６２３５８０１.０４７９０.６８０３１３８１４２１４４１４６１４８１４４１.０１４７.１８５㊀㊀由于低聚物沉积在真空系统管道中ꎬ很难完全收集ꎬ无法通过测量真空捕集液中己二酸的含量直接定量分析ꎮ考虑到己二酸在酯化过程没有损失ꎬ通过测试聚合产物中的己二酸含量ꎬ间接评估缩聚过程中己二酸的损失ꎮ表７㊀不同投料比时产物中己二酸含量ＡＡʒＰＴＡ(实测值)ＡＡʒＰＴＡ(投料比)５１.６/４８.４５５/４５５２.５/４７.５５５/４５４６.４/５３.６５０/５０４６.５/５３.５５０/５０㊀㊀从表７中可以看出ꎬ缩聚过程中己二酸的损失约为５％~８％ꎮ对聚合过程产生的低聚物进行了回收－再聚合研究ꎮ先对低聚物进行纯化:将冷却的洗釜液过滤ꎬ滤出物用ＥＧ加热溶解ꎬ趁热过滤ꎬ然后静置冷却ꎬ待其结晶后过滤得到低聚物[１６]ꎮ由于低聚物量较少ꎬ将低聚物与新鲜己二酸混合进行聚合研究ꎮ具体配方及聚合结果如表９ꎮ反应条件:共酯化ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎬ缩聚温度２４８~２５０ħꎬ缩聚时间１００ｍｉｎꎬ稳定剂Ａ添加量７０μｇ/ｇꎬ回收组使用部分新鲜己二酸ꎬ部分回收的低聚物ꎬ对比组则全部使用新鲜己二酸ꎬ结果如表８所示ꎮ结果表明回收组能够顺利聚合得到共聚酯ꎬ通过对比发现ꎬ特性黏度㊁熔点㊁组成均基本接近ꎬ这与Ｇａｎ等[１７]研究的ＡＡ含量对应的熔点一致ꎮ说明低聚物可以通过聚合回用ꎮ缩聚过程中己二酸的损失量约为５％~８％ꎮ因此在加料时ꎬ首次加料增加５％~８％ꎬ后续正常ꎬ能够保证系统的组成ꎮ表８㊀低聚物再聚合配方及产品性能ＰＴＡ/ｇＡＡ/ｇ特性黏度/(ｄＬ ｇ－１)Ｔｍ/ħＡＡʒＰＴＡ(实测值)Ｌ/ａ/ｂ回收组２４９９０＋９０∗１.２２３１１４.８２５１.１/４９.９８０.６６/１.８１/５.４２对比组２４９１８０１.２５５１１５.４１５１.６/４８.４８６.９５/１.２８/３.０２㊀∗为回收的低聚物８３合成技术及应用第３４卷３㊀结㊀论ａ)确定了制备良好色相ＰＢＡＴ树脂的工艺条件:共酯化方式ꎬ酯化时间１８５ｍｉｎꎬ缩聚温度２４８~２５０ħꎬ缩聚时间１００ｍｉｎꎬ添加稳定剂Ｐ１ꎬ添加量７０μｇ/ｇꎮｂ)对ＡＡ理论加入量与实测值差异分析发现:己二酸以２~３个聚合度的己二酸低聚物形式通过真空系统抽出ꎬ可以再聚合使用ꎮ通过在初始加料时ＡＡ增加５％~８％ꎬ能够保证系统的组成ꎮ参考文献:[１]㊀王佳琪ꎬ徐莎莎.新疆棉田白色污染现状㊁问题及治理对策研究[Ｊ].农村经济与科技ꎬ２０１６ꎬ２７(９):３２３３.[２]㊀刘香丽.白色污染治理现状与对策[Ｊ].当代化工研究ꎬ２０１７ꎬ１２:６５６６.[３]㊀严昌荣ꎬ何文清ꎬ薛颖昊ꎬ等.生物降解地膜应用与地膜残留污染防控[Ｊ].生物工程学报ꎬ２０１６ꎬ３２(６):７４８７６０.[４]㊀谭志坚ꎬ王朝云ꎬ易永健ꎬ等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[Ｊ].塑料科技ꎬ２０１４ꎬ４２(２):８３８９.[５]㊀张磊.地膜用生物降解支化共聚酯的吹膜加工与改性[Ｄ].杭州:浙江大学ꎬ２０１５.[６]㊀张维ꎬ季君晖ꎬ赵剑ꎬ等.生物质基聚丁二酸丁二醇酯(ＰＢＳ)应用研究进展[Ｊ].化工新型材料ꎬ２０１７ꎬ３８(７):１５.[７]㊀何文清ꎬ刘琪ꎬ李元桥ꎬ等.生物降解地膜新材料的发展及产业化前景[Ｊ].生物产业技术ꎬ２０１７ꎬ(２):７１３.[８]㊀潘宏伟.聚对苯二甲酸丁二醇－ｃｏ－己二酸丁二醇酯(ＰＢＡＴ)生物降解膜的制备及性质研究[Ｄ].长春:长春工业大学ꎬ２０１６.[９]㊀王晓慧.脂肪族＿芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究[Ｄ].北京:北京化工大学ꎬ２０１１.[１０]苑仁旭ꎬ徐依斌ꎬ麦堪成.生物降解ＰＢＡＴ的合成与表征[Ｊ].化工新型材料２０１２ꎬ４０(１２)ꎬ８５８８.[１１]马一萍ꎬ张乃文ꎬ杨军伟ꎬ等.ＰＢＡＴ的制备与性能[Ｊ].塑料ꎬ２０１０ꎬ３９(４):９８１０１.[１２]ＫｉｍＳꎬＰａｒｋＳＷꎬＬｅｅＫ.Ｆｉｓｈｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｆｒｉｅｎｄｌｙｔｕｂｕｌａｒｐｏｔｓｍａｄｅｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｒｅｓｉｎ(ＰＢＳ/ＰＢＡＴ)ｆｏｒｃａｔｃｈｉｎｇｔｈｅｃｏｎｇｅｒｅｅｌＣｏｎｇｅｒｍｙｒｉａｓｔｅｒ[Ｊ].ＦｉｓｈｅｒｉｅｓＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１４ꎬ８０(５):８８７８９５.[１３]潘宏伟ꎬ郎贤忠ꎬ赵岩ꎬ等.聚对苯二甲酸丁二醇－己二酸丁二醇共聚酯/热塑性淀粉生物降解膜的制备及性能[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２０１６ꎬ(１０):１３７１４２.[１４]潘祖仁.高分子化学[Ｍ].３版.北京:化学工业出版社ꎬ２００３:２３０２３２.[１５]魏高富.聚酯热稳定性的研究[Ｊ].合成技术及应用ꎬ２００４ꎬ１９(１):１３１５.[１６]王迷霞ꎬ徐士超ꎬ卢言菊ꎬ等.有机低聚物分离方法研究进展[Ｊ].化工新型材料ꎬ２０１６９(０１):１０１２.[１７]ＧａｎＺＨꎬＫｕｗａｂａｒａＫꎬＹａｍａｍｏｔｏＭꎬｅｔａｌ.Ｓｏｌｉｄ￣ｓｔａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｉｐｈａｔｉｃ￣ａｒｏｍａｔｉｃｐｏｌｙ(ｂｕｔｙｌｅｎｅａｄｉｐａｔｅ￣ｃｏ￣ｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ)ｃｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙꎬ２００４ꎬ(８３):２８９３００.ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰＢＡＴＰａｎｇＤａｏｓｈｕａｎｇ１ꎬＰａｎＸｉａｏｈｕ１ꎬ２ꎬＬｉＮａｉｘｉａｎｇ１ꎬ２ꎬＤａｉＪｕｎｍｉｎｇ１ꎬ２(１.ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｎｏｐｅｃＹｉｚｈｅｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＦｉｂｒｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＹｉｚｈｅｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１１９００ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＦｉｂｅｒꎬＹｉｚｈｅｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１１９００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｐｏｌｙ(ｂｕｔｙｌｅｎｅａｄｉｐａｔｅ￣ｃｏ￣ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ)(ＰＢＡＴ)ｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒｓｏｆａｄｉｐｉｃａｃｉｄ(ＡＡ)ꎬｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃａｃｉｄ(ＰＴＡ)ａｎｄｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ(ＢＤＯ).Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎬｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｉｍｅꎬｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｓｔａｂｉｌｉｚｅｒａｎｄｏｔｈｅｒｋｅｙｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｐｒｏｐｅｒ￣ｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.ＴｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｇｏｏｄｈｕｅＰＢＡＴｒｅｓｉｎｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ:ｃｏ￣ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎬｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｉｍｅ１８５ｍｉｎꎬｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２４８~２５０ħꎬｓｔａｂｉｌｉｚｅｒａｔａ￣ｂｏｕｔ７０μｇ/ｇ.ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＡＡａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｄｉｐｉｃａｃｉｄｃｏｕｌｄｂｅｒｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆ２ｔｏ３ｐｏｌｙｍｅｒｉｃａｄｉｐｉｃａｃｉｄｏｌｉｇｏｍｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｏｌｙ(ｂｕｔｙｌｅｎｅａｄｉｐａｔｅ￣ｃｏ￣ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ)ꎻｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎꎻａｄｉｐｉｃａｃｉｄ９３第２期庞道双等.ＰＢＡＴ合成工艺研究。
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聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)生物降解膜的
制备及性质研究
聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)是最近几年新兴起的生物可降解的合成高分子材料,具有良好的加工性能,但其成本偏高,无法满足市场的要求。
若想将其应用于生活领域,则需要针对它的结构和性能特点对其加工改性,本文研究了PBAT的两种共混体系:(1)PBAT和马来酸酐接枝的热塑性淀粉(MTPS)共混体系吹塑薄膜;(2)PBAT和聚亚丙基碳酸酯(PPC)共混体系吹塑薄膜。
论文的主要内容和结论如下:以马来酸酐(MA)作为增容剂和热塑性淀粉(TPS)通过反应共混挤出获得MTPS。
PBAT分别与TPS或MTPS通过反应挤出制备
PBAT/TPS和PBAT/MTPS膜。
红外光谱研究表明马来酸酐作为增容剂能够促进淀粉与PBAT发生酯交换反应。
差示扫描量热法测量表明,PBAT的玻璃化转变温度(Tg)随着MTPS含量增加而升高。
然而,PBAT的结晶度下降,这和广角X射线衍射分析一致。
此外,PBAT/MTPS 共混物熔体的弹性和粘性增加了,有利于挤出共混吹塑薄膜。
扫描电镜观察MTPS颗粒在PBAT基质中更好的分散,可能导致PBAT/MTPS有较高的拉伸强度和断裂伸长率。
与PBAT/TPS50/50膜相比,PBAT/MTPS膜的拉伸强度和断裂伸长率分别增加了6.2 MPa和281%。
最后,PBAT/MTPS膜的接触角测试表明,膜的疏水性有所降低。
通过挤出共混和吹膜技术制备PBAT/PPC可生物降解薄膜。
研究了PBAT/PPC膜的相容性、热行为、相形态、结晶尺寸、力学性能、阻隔性能和生物降解性能。
示差扫描量热结果显示,PPC的玻璃化转变温度(Tg)比
纯PPC增加了13 oC。
热失重测量结果表明,随PPC含量的增加PBAT/PPC混合物热稳定性降低。
广角X射线衍射分析证明,PBAT的结晶度和微晶尺寸降低。
从形态学观察分析,当PPC含量从10%增加到30%时,PPC均匀的分散在PBAT 基质中,当含量达到50%时,PBAT/PPC共混物形成双连续相。
由力学性质结果可知,PBAT/PPC膜的纵向和横向拉伸强度分别从28 MPa和25 MPa增加到41 MPa 和40 MPa;然而,断裂伸长率显著降低。
PBAT/PPC膜的氧气,氮气和二氧化碳的渗透系数连续降低。
土埋降解实验的扫描电镜图片和质量损失结果表明PBAT/PPC膜有生物降解行为。