PBS聚酯的物理性能

PBS 聚酯的物理性能聚酯的物理性能 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 项 目密度 g ml 熔点 玻璃化 转变温 度 热变形 温度 结晶 度 拉伸强 度 MPa 伸长 率 弯曲 强度 MPa 37 弯曲模 量 MPa 535 Bionolle1 25115 309635 403168035630 北理工 PBS1 25115 309635 403643037530 PP0 90170151105531500 1370 HDPE 0 95135 60857527650 1070 LDPE 0 92110 6083501580016600 作者 2010 7 11 14 47 06 阅读 14 评论 0 阅读全文 PBS 聚酯的合成聚酯的合成 2010 7 11 14 19 23 阅读 12 评论 0 112010 07 July11 PBS 聚酯的合成聚酯的合成 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 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 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 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 划和广州金发建立 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目前可降解塑料除了 PLA 还有哪些种类 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目前可降解塑料除了 PLA 还有哪些种类 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 己内酯 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 在生物体内可完 全降解成 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 己内酯 PCL 聚 己内酯 PCL 是由 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 格与纸张相近 利用原位聚合方法 可将 己内酯与淀粉接枝 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 己内酯 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 己内酯 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