生物降解材料在水环境中降解性能的研究进展

综述了目前典型生物降解材料在水环境中降解性能的研究现状,详细介绍了聚乳酸（PLA）高分子材料（PLA、PLA共聚物、PLA复合材料等）、聚羟基烷酸酯（PHA）、聚己内酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（己二酸丁二醇酯?对苯二甲酸乙二醇酯）（PBAT）和CO₂共聚物等在不同水环境中的降解性能;最后总结了生物降解材料未来需要关注的问题和发展方向。     

聚甲基乙撑碳酸酯/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能研究

采用熔融共混法制备了聚甲基乙撑碳酸酯/聚丁二酸丁二醇酯(PPC/PBS)复合材料,通过力学性能、DSC、TG研究了PBS用量对PPC/PBS共混体系力学性能、结晶性能、热稳定性的影响。结果表明:PBS的加入提高了PPC/PBS共混体系的拉伸强度、缺口冲击强度和热稳定性。     

端环氧基型超支化聚合物对PPC/PBS共混物的改性研究

以端环氧基型超支化聚合物（EHBP）为改性剂,采用熔融共混法制备了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/ EHBP共混物;通过动态热机械分析仪、热失重分析仪、力学性能测试、旋转流变仪、扫描电子显微镜等对其进行表征。结果表明,加入EHBP使PPC和PBS间的玻璃化转变温度差（ΔT_g）减小,表明其界面相容性得到改善;当添加0.5 %的EHBP时,PPC/PBS/EHBP共混物的拉伸强度提升了68.7 %,冲击强度提升了81.2 %;当添加1.0 %的EHBP时,断裂伸长率增加了74.9 %;共混物的复数黏度随EHBP添加量的增加而减小。     

PPC-E/PBS生物降解复合材料的制备与性能研究

采用双螺杆挤出机将稳定剂E处理聚碳酸亚丙酯(PPC)后的改性材料(PPC-E)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混制备了PPC-E/PBS生物降解复合材料。通过热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机研究了材料的热力学性能,并用扫描电镜(SEM)和偏光显微镜(POM)对其微观结构进行了分析。结果表明,加入稳定剂E后,初始分解温度T5%较纯PPC提高了105.3℃,玻璃化转变温度Tg提高到35.5℃;当PBS的质量分数为10%～20%时,PPC-E/PBS复合材料表现出良好的综合性能。     

新型车用材料聚（丁二酸-co-己二酸丁二醇）共聚酯酶促降解性能研究

通过酯化和缩聚反应制备聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸丁二醇酯（PBA）和聚（丁二酸-co-己二酸丁二醇）共聚酯（P(BS-co-BA)）,对PBS、PBA和P(BS-co-BA)进行酶促降解研究。结果表明：与PBS和PBA相比,共聚酯具有良好的生物降解性能。6种聚酯酶水解速率依次为P(BS-co-40%BA)>P(BS-co-60%BA)>P(BS-co-80%BA)>P(BS-co-20%BA)>PBA>PBS。P(BS-co-40%BA)在10 h内基本完全降解,比PBS快26 h。与PBA相比,共聚酯的热稳定性得到提高,P(BS-co-40%BA)热分解50%的温度比PBA高22.3℃。随着降解时间的增加,共聚酯的化学结构、晶体结构和热稳定性基本不变,有利于其在新能源汽车设计中的应用。     

PBAT/PPC多层共挤薄膜的制备及其阻透性能研究

以聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)为原料,采用多层共挤吹塑的方法制备了全生物降解高阻透性3层复合薄膜PBAT/PPC/PBAT。讨论了PPC层厚度、PBAT层厚度及在一定挤出量时,薄膜牵引速度对复合薄膜性能的影响。结果表明,与纯PPC薄膜相比,PBAT/PPC/PBAT复合薄膜的拉伸强度和加工性能得到提高,其拉伸强度最大提高了200 %;薄膜厚度和分子链的取向度对阻透性有较大影响,当PPC层厚度最大（约为12 μm）时,氧气透过率最小,为9.5×10^-15 cm3·cm/(cm2·s·Pa）;牵引速度最大,即分子链取向度最大时,氧气透过率最小,为9.52×10^-15 cm3·cm/(cm2·s·Pa）。     

聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯基可降解塑料改性研究进展

随着人们环保意识的提高,可生物降解塑料逐步取代部分不可降解塑料,将成为一个趋势。目前,聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯（PBAT）,作为最具商业潜力的可生物降解塑料,具有与低密度聚乙烯相当的延展性和柔韧性,被普遍认为是当代绿色材料制造中最有前途和最受欢迎的可持续材料之一。但PBAT在力学性能、热性能、阻隔性能及生产成本等方面存在不足,其应用范围受到限制。本文旨在系统性地简述近年来PBAT基复合材料的制备方法、回顾国内外研究人员在PBAT力学性能和阻隔性能等提升方面所做的工作、并详细介绍和讨论PBAT的降解原理和降解所带来的环境风险。开发低成本综合性能优异,兼顾良好降解性、抑菌性和耐久性能的PBAT基复合材料,应当予以重视和进一步研究。     

可生物降解聚苹果酸丁二醇酯弹性体的制备及表征

以苹果酸和1,4-丁二醇为单体通过熔融缩聚制备出来了一种新型的可生物降解弹性体材料——聚苹果酸丁二醇酯（PBM）,初步研究了材料的亲水性能和降解性能,并对材料的结构进行了初步表征。研究结果表明：PBM的聚集态结构为无定形态,透明柔软,玻璃化转变温度在0℃以下;通过调节合成单体的物质的量比,改变预聚物的后期固化时间,控制后期固化交联（反应）时间等手段,实现了降解性能可控,吸水率可调节的目标。     

改性TPS对PPC基复合材料流变、微观形貌和力学性能的影响

分别以无水醋酸锌（ZA）和酒石酸（TA）作为热塑性淀粉（TPS）的改性剂,通过熔融共混法制备了改性TPS及聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）/改性TPS复合材料,并采用旋转流变仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪等分析表征了改性TPS对复合材料流变行为、微观形貌和力学性能的影响。结果表明,与ZA相比,TA更能促进TPS在PPC基体相中分散,较低含量TA改性TPS（TPS-TA）的加入使复合材料的力学性能提高;添加10 %（质量分数,下同）TPS-TA的复合材料综合性能最佳,其拉伸强度比纯PPC提高了2.41 MPa、5 %质量损失温度（T_{5 %}）提高了31.7 ℃ 。     

聚丁二酸丁二醇酯与聚乳酸共混型全生物降解材料的结构和性能研究

通过机械共混法,使聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)熔融共混,制备了一种完全生物降解塑料。用红外光谱(FTIR)法、DSC(DifferentialScanningCalorimetry)法、扫描电镜法(SEM)及力学测试等手段研究了不同组分配比情况下共混物的结构、热性能以及力学性能变化。并研究了聚丙撑碳酸亚丙酯(PPC)的加入对共混体系性能的影响。结果表明:随着PBS含量的增加,PBS/PLA共混体系的拉伸强度降低不多,而断裂伸长率显著提高。而PPC的加入能够提高共混体系的相容性并显著提高体系的韧性。     

聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)生产技术现状及其研究进展

阐述了目前国内外聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)（PBAT）工业生产技术特点和产业化现状,通过对比指出了PBAT与传统塑料在性能、成本等方面尚存差距。系统介绍了现阶段国内外研究人员通过熔体混合、溶剂浇铸和原位聚合三种不同方法,制备可降解材料（聚乳酸、聚乙烯醇、聚碳酸亚丙酯和聚丁二酸丁二醇酯）、纳米材料（纤维素纳米晶体、改性纤维素纳米晶体、海泡石和蒙脱土）以及天然高分子材料（淀粉、乙酰化绿竹纤维和工业木质素）改性PBAT复合材料的研究进展,并对PBAT复合材料的降解原理和降解性能进行了讨论。最后对PBAT未来的研究进行了展望,指出PBAT生产技术的未来研究方向应该向综合性能高、低成本和绿色方向发展。     

木薯渣/聚丁二酸丁二醇酯全降解复合材料的制备与力学性能

木薯渣作为一种生物质废弃物,其主要成分为淀粉和纤维素,具有良好的生物降解性,可与生物可降解的聚合物进行共混制备全降解复合材料。将木薯渣与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在密炼机中进行共混,制备出木薯渣/聚丁二酸丁二醇酯全降解复合材料,并研究木薯渣含量对复合材料的拉伸、弯曲、冲击力学性能的影响。结果表明,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度都较纯PBS的低,随着木薯渣含量的增大而降低;木薯渣质量分数为10%的复合材料的弯曲模量较PBS的高,随后随着木薯渣含量的增大而降低;随着木薯渣含量的增加,复合材料的冲击强度先减小后增大最后减小,其在木薯渣质量分数为20%时出现一个最大值,但较PBS的冲击强度低。     

PPC/PBAT生物降解材料热性能和力学性能的研究

采用聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯(PBAT)对聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)进行共混改性,对共混物进行了性能分析,并对PPC纯料与纤维素进行受控堆肥条件下最终需氧生物分解和崩解能力测试。结果表明:相同时间内PPC的生物分解速率要低于纤维素的生物分解速率;120 d内纤维素最大生物分解率为90%,PPC最大生物分解率约为63%;当PBAT的加入量为20%时,PPC的玻璃化转变温度提高3.55℃,失重率5%、50%和90%时的温度分别最高提高3.61℃、42.73℃和70.21℃;当PBAT含量为40%时,共混片材的拉伸强度最高提高了236.4%。     

聚丁二酸-己二酸丁二醇酯的合成与表征

以1,4-丁二醇及不同比例的己二酸、丁二酸为原料，制备一系列聚丁二酸-己二酸丁二醇酯[P(BS-co-BA)]共聚酯，借助衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、核磁共振仪(¹H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)以及热重分析仪(TG)等对共聚酯的结构性能进行表征分析。角质酶降解结果表明，在经过16 h后，4种共聚酯降解率均达到80%以上，2种均聚酯均仅为40%左右。其中聚酯酶降解速率为P(BS-co-40%BA)>P(BS-co-60%BA)>P(BS-co-80%BA)>P(BS-co-20%BA)>聚己二酸丁二醇酯(PBA)>聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。综合可知P(BS-co-40%BA)热稳定性相比于PBA更好，降解性能较PBS更好，为最佳共聚酯。     

星形聚丁二酸丁二醇酯的合成及性质

以丁二酸、丁二醇、丙三醇为原料,通过熔融缩聚合成了三臂星形结构的聚丁二酸丁二醇酯（s-PBS）,运用红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、热重分析仪和偏光显微镜对其进行了表征及性能研究。结果表明,合成的s-PBS的数均相对分子质量为7.32×104,结晶度约为76 %,熔点为115.4 ℃ ,在堆肥培养液中降解60 d后的生物降解率达54.16 %。     

脂肪酶N435对PBSA与PBSH的酶催化降解和分子模拟

分别采用2种酸1种醇和2种醇1种酸分别对聚丁酸丁二醇酯（PBS）改性,合成了不同化学结构的共聚酯聚（丁二酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚(丁二酸丁二醇-co-丁二酸己二醇酯)（PBSH）,并在磷酸缓冲液以它们为底物在磷酸缓冲液中,研究了对脂肪酶N435降解反应感受性的异同。采用质量损失率和凝胶渗透色谱评价了降解前后共聚酯相对分子质量的变化;广角X衍射仪和热重分析仪分析了酶降解前后共聚酯结晶度和热性质的变化;偏光显微镜对降解后的材料进行了形貌观测。结果表明,相比于PBS,PBSA和PBSH对脂肪酶的感受性有很大提高,24 h后降解率分别达到90 %和60 %以上,并且PBSA降解速率比PBSH快;降解后两种共聚酯相对分子质量变化不大,但相对分子量分布系数变宽,结晶度增大;降解3 d后PBSA的热稳定性降低,而PBSH的热稳定性提高。     

PBAT的制备与性能

采用3种不同的制备方法合成聚(己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT),通过研究反应时间、温度以及不同合成方法对共聚物相对分子质量的影响,得出制备方法-(M1)为制备聚(己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯)的最佳工艺路线.利用FTIB、NMR研究PBAT共聚酯结构,及共聚物的热性能和流变性能.     

连续纤维增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的研究进展

介绍了环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)树脂的合成机理及其开环聚合机理,对比了聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的性能并介绍了纤维增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的力学性能,综述了聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)基复合材料制备工艺的研究进展。     

聚丁二酸丁二醇酯的改性研究及产业化现状

近年来,世界各国通过法律法规对不可降解塑料的使用进行了限制,对全生物降解材料的研究及产业化起到了强有力的促进作用。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种典型的全生物降解聚酯材料,具有良好的力学性能、绿色环保、生物降解等特点,在包装、地膜、医疗等领域得到广泛应用。本文重点介绍国内外PBS的产业情况和近五年PBS的改性研究情况。     

超支化乙二胺三嗪聚合物对PPC/PBS共混体系的增强改性研究

以超支化乙二胺三嗪聚合物（HBETP）为改性剂，采用熔融共混法制备了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/HBETP共混物；利用动态热机械分析仪、热失重分析仪、电子万能试验机、旋转流变仪、扫描电子显微镜等，对其热性能、力学性能、流变性能、断面形貌等进行了表征。结果表明，当HBETP含量为0.5 %（质量分数，下同） 时，PPC/PBS/HBETP共混物在韧性基本保持不变的情况下，拉伸强度提高幅度最大，由7.56 MPa提高到11.22 MPa，增幅为49.6 %；HBETP的加入可以提高PPC/PBS的相容性，且适当的含量会使PPC/PBS的拉伸强度提升。