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当前位置：首页 > 行业新闻 > 新型生物降解聚合物材料PBS扩链剂新型生物降解聚合物材料PBS扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2018-3-11 16:16:16 |
PBS(聚丁二酸丁二醇酯)是一种具有良好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，介绍了新型生物降解聚合物材料PBS扩链剂。
脂肪族聚酯由于其生物降解性和经济性，已成为国内外研究的热点。脂肪族聚酯的熔点大多较低，不能单独作为塑料使用，而聚丁二酸丁二醇酯(PBS)则属例外，PBS因其良好的热稳定性和较高的分子量受到青睐。
PBS是一种新型的生物降解聚合物材料，PBS降解与应用的研究始于20世纪90年代，对于环境友好材料和生物材料而言，PBS基降解材料的制备与应用系新兴的研究领域。本文择要介绍PBS基生物降解塑料的国内外研究进展。
一种PBS产品Bionole为白色结晶型聚合物，其比重为1.2左右，熔点为115℃，燃烧热约为聚烯烃的1/2左右。
Bionole与低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的基础物性和力学性能相近，特别是从拉伸、弯曲、冲击特性等角度而言，Bionole具有作为结构材料所应有的基本特性。
脂肪族聚酯在微生物的作用下可发生降解，其微生物降解过程为:微生物首先侵蚀脂肪族聚酯 表面，然后由微生物分泌的脂肪酶对聚酯中的酯键发生作用使其水解。
能够分解脂肪族聚酯的微生物种类很多，包括许多细菌和霉菌等，它们广泛分布在自然界中，其中以土壤中最多。PBS基塑料理论上容易被微生物降解，但随其共聚组分、相对分子质量的不同，降解性有很大差别。
酯键之间结合的亚甲基数为4～8时，脂肪族聚酯较容易降解。聚合物链中存在苯环结构和脂肪族醚键等，其生物降解性下降;PBS的相对分子质量大以及亲水性差，不利于微生物的侵蚀、繁殖与生物降解。
PBS基生物降解材料的合成与制备 3.1 PBS的合成 脂肪族聚酯的合成方法理论上有生物发酵法和化学合成法两种方法，生物发酵法的合成成本较高，对于PBS而言尚未见报道;化学合成法可对产品进行分子设计，合成成本较低，主要包括以下几种:
直接酯化法:以丁二酸和丁二醇直接缩聚得到PBS，其合成方法由两步完成:
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，形成端羟基预聚物;然后在高温、高真空和催化剂的存在 下脱除二元醇，得到聚酯。
4,4'-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(固化剂扩链剂MCDEA)是MDA类的衍生体，可与TDI 预聚体配伍制备性能优良的PU弹性体。它与相应的 MOCA、740M等混合使用，可以使PU弹性体性能得以提高，体现了良好地叠加作用。在PU的浇注、喷涂、RIM等工艺技术方法，以及微孔制品、TPU、胶粘剂、涂层剂等制品制备中，都有着广泛地应用。本品基本无毒，被欧盟批准可用于食品药品接触场合。
4,4'-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MCDEA特性与用途
a. 本品与 TDI 预聚体有着良好地相容、配伍性，所制备的PU制品具有优良的物理以及动态力学性能，在PU的浇注、喷涂、RIM等工艺技术方法都可使用；在PU的弹性体、微孔制品、胶粘剂、涂层剂等制品制备中，都有着广泛地应用；
b. 本品也可以用作环氧树脂的固化剂以及供制备聚酰亚胺等所用；
c. 由于在MDA中“乙基”基团的引入，使本品的毒性大为减低，如对于大白鼠经口中毒值为 LD50＞5000mg/kg
酯交换反应法:二元酸二甲酯与等量的二元醇，在催化剂存在下，高温、高真空脱甲醇进行酯交换反应得到聚酯。
扩链反应:上述直接酯化法和酯交换反应法均为缩聚可逆反应，其平衡常数较低，在反应过程中 需不断排除小分子物质，以获得所需相对分子质量的聚酯。
但在缩聚反应过程中，特别是在反应后期，温度往往超过200℃，不可避免地出现脱羧、热降解、热氧化等副反应，从而影响相对分子质量的提高。为了进一步提高相对分子质量，往往选择扩链反应:利用新型生物降解聚合物材料PBS扩链剂的活性基团与聚酯的端羟基反应，提高聚酯相对分子质量。常用的新型生物降解聚合物材料PBS扩链剂主要有酸酐及二异氰酸酯等。
PBS基脂肪族聚酯。为改善PBS的降解性，加入己二酸、乙二醇等共聚组分，在得到的产物P(BS2co2BA)、P(BS2co2ES)中发现调节共聚组分的比例，可以改变聚酯的生物降解性;聚酯的熔点和结晶性质对生物降解性有很大的影响，聚合物熔点越高越不利于生物降解;聚合物的无定形部分比结晶部分较容易生物降解。
PBS基共聚塑料。普通PBS突出的缺点是熔点太低，应用受到限制。为此人们对PBS进行了较多的改性应用研究。芳香族聚酯的熔点高，但不能被微生物降解，当PBS中引入适量的芳环 共聚组分时，既可提高其熔点又能保留生物降解性。有关研究指出随着引入芳环量的增加，聚合物的结晶度下降，降解性先上升后下降出现了极大值。
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