PBS聚酯的物理性能

PBS聚酯是結(jié)晶性聚合物，熔點(diǎn)為115℃

表1:

PBS聚酯的物理性能項(xiàng)目密度(g/ml)熔點(diǎn)(℃)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)熱變形溫度(℃)結(jié)晶度(%)

拉伸強(qiáng)度(MPa)

伸長(zhǎng)率(%)

彎曲強(qiáng)度(MPa)37

彎曲模量(MPa)535

Bionolle1.25115-309635-403168035630北理工PBS1.25115-309635-403643037530PP0.90170151105531500-1370HDPE

0.95135-60857527650-1070LDPE

0.92110-6083501580016600作者

|2010-7-1114:47:06|閱讀(14)|評(píng)論(0)|閱讀全文>>\o"閱讀全文"PBS聚酯的合成2010-7-1114:19:23閱讀12評(píng)論0112010/07July11

PBS聚酯的合成

PBS類聚酯是以脂肪族二酸和二醇為原料，經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的一類脂肪族聚酯，其代表PBS即以丁二酸和丁二醇為原料合成。20世紀(jì)90年代，日本的昭和高分子公司首先采用異氰酸酯作為擴(kuò)鏈劑，與二酸二醇經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的低分子量聚酯反應(yīng)，制備出高分子量的聚合物，PBS類聚酯才開始作為新型生物降解塑料引起了廣泛的關(guān)注。

PBS聚酯的縮聚反應(yīng)是可逆平衡反應(yīng)，具有平衡常數(shù)小，易生成副產(chǎn)物等特點(diǎn)，傳統(tǒng)方法得到的聚合物分子量低，無法單獨(dú)作為塑料使用。在縮聚反應(yīng)之后通過多種途徑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)或固相聚合以進(jìn)一步提高其分子量。

理工大學(xué)，開發(fā)出提高分子量的合成新技術(shù)，無須進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，通過脂肪族二酸，二醇的縮聚反應(yīng)直接制備出高分子量的生物降解性聚酯，分子量(Mw)可達(dá)20-30萬，簡(jiǎn)化了合成工藝，從而降低了成本。在實(shí)驗(yàn)室小試的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的PET工業(yè)裝置進(jìn)行了中試放大實(shí)驗(yàn)，先后在1500L(1000噸/年)以及6000L(5000噸/年)間歇式生產(chǎn)線上成功進(jìn)行了PBS的中試放大實(shí)驗(yàn)，獲得了穩(wěn)定的中試合成工藝，并批量合成出性能優(yōu)良的PBS。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)PBS聚酯原料和合成工藝的獨(dú)特性，對(duì)現(xiàn)有聚酯生產(chǎn)線進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)，制造了PBS聚酯半連續(xù)合成裝置，以提高生產(chǎn)效率并制備出品質(zhì)多樣化的產(chǎn)品。

（1）直接酯化－脫二元醇反應(yīng)

該方法是先在較低的反應(yīng)溫度下將二元酸與過量的二元醇進(jìn)行酯化，形成有端羥基的預(yù)聚物，然后在高溫、高真空度和催化劑存在的條件下脫除二元醇，從而得到聚酯。

（2）酯交換反應(yīng)

以二元酸二甲酯或二乙酯與等當(dāng)量的二元醇，在催化劑存在的條件下，經(jīng)高溫、高真空度脫甲醇或乙醇得到聚酯。

（3）擴(kuò)鏈反應(yīng)

由于縮聚反應(yīng)的同時(shí)存在著逆方向的解聚反應(yīng)，其平衡常數(shù)較低，在反應(yīng)過程中需不斷地排除小分子物質(zhì)，以控制化學(xué)反應(yīng)向正方向進(jìn)行，從而獲得所需相對(duì)分子質(zhì)量的聚酯。但在縮聚反應(yīng)的過程中，特別是在反應(yīng)的后期，溫度往往超過200℃參考資料：

[1]王曉青：生物降解塑料PBS聚酯的研究進(jìn)展[2]/作者

|2010-7-1114:19:23|閱讀(12)|評(píng)論(0)|閱讀全文>>\o"閱讀全文"聚丁二酸丁二酯（PBS）2010-7-412:44:40閱讀31評(píng)論042010/07July4聚丁二酸丁二酯（PBS）別名：聚琥珀酸丁二酯，poly（butylenesuccinat）PBS，白色顆粒，90年代進(jìn)入材料研究領(lǐng)域，是通用型生物降解塑料研究熱點(diǎn)之一。PBS力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱性能好，熱變形溫度高，制品使用溫度可以超過100℃，其合唱原料的來源可以是石油資源，也可以通過生物資源發(fā)酵得到。PBSPBS的生產(chǎn)日本三菱化學(xué)，昭和高分子有千噸產(chǎn)量，中科院理化研究所PBS共聚物合成研究，計(jì)劃和金發(fā)建立1000噸的PBS基地。作者

|2010-7-412:44:40|閱讀(31)|評(píng)論(0)|閱讀全文>>\o"閱讀全文"目前可降解塑料除了PLA還有哪些種類？2010-7-412:04:36閱讀113評(píng)論042010/07July4

目前可降解塑料除了PLA還有哪些種類？

降解塑料（degradableplastic）是指，在規(guī)定環(huán)境條件下，經(jīng)過一段時(shí)間和包含一個(gè)或更多步驟，導(dǎo)致材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的顯著變化而損失某些性能（如完整性、分子量、結(jié)構(gòu)或機(jī)械強(qiáng)度）和/或發(fā)生破碎的塑料。應(yīng)使用能反映性能變化的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試，并按降解方式和使用周期確定其類別。降解塑料按照其設(shè)計(jì)的最終降解途徑分為生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、熱氧降解塑料。

生物分解塑料（biodegradableplastic）是指，在自然界如土壤和/或沙土等條件下，和/或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培養(yǎng)液中，由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌和海藻等作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的礦化無機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)的塑料。也就是通常所說的生物降解塑料。

生物分解塑料分類：按照原料組成和制造工藝不同可分為以下三種：天然高分子及其改性材料、微生物合成高分子材料和化學(xué)合成高分子材料。目前具有應(yīng)用前景的生物分解塑料有：聚3-羥基烷酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、聚ε-己酯（PCL）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。

1．聚3-羥基烷酸酯（PHA）

聚羥基脂肪酸酯是由微生物通過各種碳源發(fā)酵而合成的不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚聚酯。其中最常見的有聚3-羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。PHB是一種在自然界中廣泛存在的熱塑性聚酯，尤其常在細(xì)菌細(xì)胞間發(fā)現(xiàn)。PHB的許多物理性能和機(jī)械性能與聚丙烯塑料接近，但它具有生物降解性和生物相容性，在生物體可完全降解成β-羥基丁酸、二氧化碳和水。用這種生物塑料制成的材料可用于藥物釋放系統(tǒng)、植入體及一些痊愈后在人體中無害分解的器件，但相對(duì)聚丙烯來說，PHB比較硬，且更脆一些。通過PHB與PHV共聚(PHBV)可以改善PHB結(jié)晶度高、較脆的弱點(diǎn)，提高其機(jī)械性、耐熱性和耐水性。PHB/PHV共聚物已經(jīng)有產(chǎn)品出售，商品名為Biopol。Biopol是由一系列不同材料組成的，當(dāng)其中PHV的含量最高不超過30%，PHB/PHV為89/11時(shí)共聚物的強(qiáng)度和韌性達(dá)到最佳，此類產(chǎn)品可用于食品包裝、化妝品、醫(yī)藥、衛(wèi)生及農(nóng)業(yè)等行業(yè)。

2．聚乳酸（PLA）

聚乳酸（PLA）是以微生物發(fā)酵產(chǎn)物-乳酸為單體化學(xué)合成的聚酯。

聚乳酸生產(chǎn)是以乳酸為原料。傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵大多用淀粉質(zhì)原料。目前美、法、日等國(guó)家已開發(fā)利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等農(nóng)副產(chǎn)品為原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，進(jìn)而生產(chǎn)聚乳酸。玉米是生物降解塑料聚乳酸的首選原料。制造生物降解塑料聚乳酸的工藝過程如下：首先把玉米磨成粉，分離出淀粉，再?gòu)牡矸壑刑崛〕鲈嫉钠咸烟牵詈笥妙愃破【频陌l(fā)酵工藝將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸，再把提取出來的乳酸制成最終的聚合物—聚乳酸。

聚乳酸是由可再生資源如谷物生產(chǎn)的可生物降解的聚合物。在聚乳酸生產(chǎn)路線中,乳酸單體首先通過谷物淀物水解為葡萄糖,葡萄糖由發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化為乳酸鈉,由此來制備。乳酸進(jìn)一步濃縮,然后按照縮聚(形成預(yù)聚合物)、熱解聚(形成二丙交酯)、開環(huán)聚合和解聚順序進(jìn)行聚合。得到聚乳酸的分子量高達(dá)75000g/mol。通過一般的方法進(jìn)行乳酸縮聚反應(yīng)，僅能得到乳酸低聚物。目前研究最多的制備高分子量PLA的方法是通過丙交酯的開環(huán)聚合反應(yīng)，而丙交酯則由乳酸低聚物經(jīng)高溫裂解合成。對(duì)于丙交酯的開環(huán)聚合反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)條件，都有詳盡的研究報(bào)道。最近，日本的三井化學(xué)公司提出了不經(jīng)過丙交酯，直接以乳酸縮聚反應(yīng)制備聚乳酸的新技術(shù)。這一技術(shù)采用高活性的催化劑通過溶液縮聚，得到了高分子量的聚乳酸。由于乳酸和丙交酯中含有不對(duì)稱碳原子，經(jīng)聚合可得到不同立構(gòu)規(guī)整性的PLA，如L-PLA，D-PLA和DL-PLA。

聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密閉性，在常溫下性能穩(wěn)定，但在溫度高于55℃聚乳酸的降解分成兩個(gè)階段：1）首先是純化學(xué)水解成乳酸單體；2）乳酸單體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，真正達(dá)到生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重效應(yīng)。

3．聚ε-己酯（PCL）

聚ε-己酯（PCL）是由ε-己酯經(jīng)開環(huán)聚合得到的低熔點(diǎn)聚合物，其熔點(diǎn)僅62℃。PCL的降解性研究從1976年就已開始，在厭氧和需氧的環(huán)境中，PCL都可以被微生物完全分解。與PLA相比，PCL具有更好的疏水性，但降解速度較慢；同時(shí)其合成工藝簡(jiǎn)單、成本較低。PCL的加工性能優(yōu)良，可用普通的塑料加工設(shè)備制成薄膜及其它制品。同時(shí)，PCL和多種聚合物具有很好的相容性，如PE、PP、PVA、ABS、橡膠、纖維素及淀粉等，通過共混，以及共聚可得到性能優(yōu)良的材料。尤其是其與淀粉的共混或共聚，既可保持其生物降解性，又可降低成本，因而深受注目。PCL與淀粉共混可得到耐水性好的降解塑料，其價(jià)格與紙相近；利用原位聚合方法，可將ε

4．聚酯類--PBS/PBSA

與同類產(chǎn)品比較，聚酯生物分降塑料的優(yōu)點(diǎn)：

1）上述生物分降塑料（聚乳酸、聚ε-己酯、聚羥基烷基酸酯）的致命弱點(diǎn)之一就是耐熱性差,這影響了它在餐飲領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

2）上述生物分降塑料（聚乳酸、聚ε-己酯、聚羥基烷基酸酯）加工工藝條件苛刻，產(chǎn)業(yè)化上存在一些無法的困難。

3）聚乳酸是水降解生物塑料，保存過程中不能接受水分子，在普通儲(chǔ)存和正常使用過程中性能無法得到保證。

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點(diǎn)，成為生物降解塑料材料中的佼佼者,用途極為廣泛,可用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料、生物醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域。PBS綜合性能優(yōu)異,性價(jià)比合理,具有良好的應(yīng)用推廣前景。和PCL、PHB、PHA等降解塑料相比,PBS價(jià)格基本一致，沒有什么優(yōu)勢(shì)；與其他生物降解塑料相比