PBS基可生物降解嵌段共聚酯.ppt

聚丁二酸丁二醇酯（pbs）基降解塑料的研究报告,报告人：郑柳春,tel:010-6256002913910436604e-mail:hubeizlc,中国科学院化学研究所,报告内容,引言和pbs的介绍pbs和聚丁二酸1,2-丙二醇酯（pps）嵌段共聚酯（pbs-b-pps）pbs和聚对苯二甲酸1,2-丙二醇酯（ppt）嵌段共聚酯（pbs-b-ppt）,高分子材料,1.引言和pbs的介绍,高分子材料20世纪最伟大的发明,严重的白色污染,传统塑料,应用及其广泛,给生活带来便利,填埋,焚烧,回收利用,产生有害气体,污染土壤,治理,成本高,难度大,1.引言和pbs的介绍,不能生物降解,高分子材料20世纪最差劲的发明,如何从根本上解决白色污染问题？,大力研究和开发生物降解材料,1.引言和pbs的介绍,生物降解塑料是指使用中保持和现有塑料相同程度的功能，使用后能为自然界所分解的塑料。,欧盟：全面禁止非降解塑料用于包装材料。我国：限塑令,为生物降解材料提供了契机和政策保证生物降解材料前途十分广阔,脂肪族聚酯,聚碳酸酯,聚酰胺,脂肪族/芳香族共混,化学合成型：,加工困难,强度不高,降解较慢,部分降解,降解性能优良,最重要的降解材料,天然高分子型：淀粉、纤维素等,生物降解材料的分类,生物降解材料普遍存在的问题,1.力学性能差2.热稳定性和耐热性能急需提高3.加工性能不够好4.成本较高,1.引言和pbs的介绍,低成本化、高性能化是生物降解塑料的发展方向,聚丁二酸丁二醇酯（pbs）,优点1.相对较高的熔点2.优异的力学性能3.加工性能4.成本较低5.用途广泛,最具有产业化前景的生物降解塑料之一,1.引言和pbs的介绍,pbs性能的缺点,1.强度不够高，韧性不够好2.结晶度过高，生物降解速度较慢3.热稳定性能需要提高,pbs的改性成为研究开发热点,1.引言和pbs的介绍,pbs的改性方法,共聚,共混,纳米复合,pbs的共聚改性,共聚改性从分子结构设计出发，可以合成出各种结构新颖、性能可调的高分子材料。较其它方法它具有更大的灵活性和广泛性,1.引言和pbs的介绍,pbs共聚改性,引入芳香族的共聚单元,主链引入：提高某些力学性能和热稳定性能严重影响降解速度,侧链引入：可加快降解拉伸强度和熔点严重下降,目的：提高力学性能和热稳定性能降低成本,芳香族,脂肪族,1.引言和pbs的介绍,引入脂肪族的共聚单元,目的：提高其生物降解速度降低成本,优点：可以提高生物降解速率和抗冲性能缺点：使拉伸强度和熔点严重下降,原因：酯交换反应-结构无规化1.结晶度下降2.结晶性链段的系列长度变短,引入脂肪族聚酯,聚酯,1.引言和pbs的介绍,嵌段共聚物,鉴于嵌段共聚物优异的性能，我们旨在制备聚酯-聚酯型嵌段共聚物,性能优异,熔点下降很少,1.引言和pbs的介绍,1，2-丙二醇,我们打算引入无定形的1，2-丙二醇基聚酯软段提高pbs冲击性能和生物降解性能，降低成本,打算以嵌段共聚的方式引入1，2-丙二醇基聚酯软段,毒性低,生物合成,分子结构不对称,非晶的无定形的聚酯,1.引言和pbs的介绍,环境友好,价格低,3000元/吨,降低成本,提高性能,pbs-b-pps的结构,2.pbs和聚丁二酸1,2-丙二醇酯（pps）嵌段共聚酯（pbs-b-pps）,2.pbs-b-pps,共聚酯的优点,熔点高,成本低,性能优异,高韧性,高强度,力学性能优异,性能可调,降解性能,力学性能,2.pbs-b-pps,2.pbs-b-pps嵌段共聚酯,2.1实验室研究成果2.1.1结构表征2.1.2性能2.2200l釜的放大生产结果,核磁碳谱图,共聚物具有规则的系列结构,嵌段共聚物的结构表征,2.pbs-b-pps,共聚物和均聚物的分子量和分子量分布,a.分子量和分子量分布。,嵌段共聚物的结构表征,2.pbs-b-pps,共聚物和均聚物的热性能,pps的引入使嵌段共聚物的熔点下降较少，共聚物具有较高的熔点,2.pbs-b-pps,力学性能,共聚物具有优异的抗冲性能和较好的拉伸性能，20-25-10的冲击强度超过了pbs的19倍，同时拉伸强度没有下降,2.pbs-b-pps,生物降解性能,失重曲线,2.pbs-b-pps,小结,(一）成功合成了具有规则序列结构的pbs-b-pps嵌段共聚酯。(二）嵌段共聚物具有较高的熔点，这是因为合成的聚合物具有规则的系列结构。pps链段的引入几乎没有降低聚合物的熔点，而增加pbs链段的链长使聚合物的熔点升高。(三）嵌段共聚物具有高强度和高韧性的优点，无定形的pps链段有效地提高了聚酯的冲击强度。共聚酯的冲击强度可达pbs的19倍以上而拉伸强度还略有提高。（四）嵌段共聚酯具有较好的生物可降解性。,2.pbs-b-pps,共聚酯色泽,pbs-b-pps200l釜中试的生产结果,2.pbs-b-pps,400万技术转让费,共聚酯的热性能,pbs-b-pps共聚酯的熔点,放大生产结果,2.pbs-b-pps,共聚酯的力学性能,2.pbs-b-pps,放大生产结论,（一）成功实现了pbs-pps共聚酯200l釜的中试生产。（二）生产的共聚酯粒料色泽较好，颗粒均匀。（三）生产的共聚酯的性能优异，明显优于国内外大公司所生产的pbs相关产品的性能，具有高强度、高韧性的优点。,2.pbs-b-pps,打算投入年产10万吨的生产线,3.聚丁二酸丁二酯与聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯嵌段共聚酯（pbs-b-ppt),巴斯夫的产品聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯pbta的综合性能好，但是其共聚单元为对苯二甲酸丁二醇酯，可以结晶，且熔点高，这就降低了共聚物的降解性能,ppt链段刚性，但是非晶，将其与pbs共聚有望不大幅度降低其生物降解性能的同时提高pbs的力学性能，并降低成本,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的热性能,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的力学性能,628%,64%,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的生物降解性能,3.pbs-b-ppt,1.ppt含量为10%的时候，聚合物的冲击强度达到最大值，比纯的pbs高出11倍。同时其拉伸强度也提高了40%。2.ppt10的各项力学性能均超过了pps10，ppt5的力学性能非常优异，与pbs相比，冲击强度提高了628%，拉伸强度提高了64%。3.ppt的引入降低了聚合物的结晶性能和生物降解性能。,小结,3.pbs-b-ppt,相关工作的专利申请情况,1.郑柳春,李春成,张栋,管国虎,肖耀南。一种可生物降解聚酯-聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。发明专利,申请号：200810118233.6。郑柳春,李春成,张栋,管国虎,肖耀南。一种可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。发明专利,申请号：200910092100.0。王晋，郑柳春，李春成。可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。发明专利，申请号：201110140094.9。,我们研究开发的其它项目,1.聚碳酸丁