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聚丁二酸丁二醇酯用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-6 10:59:15
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成方法理论上有化学合成法和生物发酵法,但由于生物发酵法的合成成本较高,因此研究报道较少;化学合成法则可对产品进行分子设计,且合成成本较低,主要包括直接酯化法、酯交换法和聚丁二酸丁二醇酯用扩链剂扩链法。

(a)直接酯化法。直接酯化法以1,4-丁二酸(1,4-Succinic Acid,简称丁二酸或SA)和1,4-丁二醇(1,4-Butanediol,简称丁二醇或BD)直接合成得到PBS,其合成方法由两个步骤完成: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,并借助冷凝管不断排除生成的低分子量产物——水,形成端羟基预聚物;然后在高温、高真空和适量催化剂的存在下脱除二元醇,得到高分子量聚酯。

以丁二酸和丁二醇为原料,十氢萘为溶剂,在140-200℃反应12-14h,进行直接聚合,合成了高相对分子质量聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。

根据生产方法,生物降解高分子材料可分为三类:

(a)天然高分子材料:以纤维素、淀粉、甲壳素等[9,10]为原料合成的塑料,目前,美国、日本、中国和奥地利等国家正积极研发这类降解塑料,它们具有很好的透气性和完全生物降解性。

(b)微生物合成高分子:通过微生物发酵获得的高分子材料,较有代表性的是聚羟基丁酸酯(PHB)和3-羟基丁酸和3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV,商品名为Biopol)。这类产品具有较高的生物分解性,但价格昂贵,因此目前只在高档消费品中应用。

 (c)化学合成高分子材料:主要指如今已成为研究开发热点的聚丁二酸丁二醇酯(poly butylenes succinate,PBS),脂肪族聚酯(poly(lactic acid),PLA),聚己内酯(poly(oaprolaotone),PCL),以及聚氨酯、脂肪族聚酰胺等高分子。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


在完全生物降解的聚酯材料中,PBS的优势可以从以下五个方面进行分析:

(1)PBS类聚酯具有价格优势。它以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料,规模生产价格可以达到PET聚酯的水平。丁二酸、丁二醇通过生物发酵途径生产制得,且还有望进一步降低原料成本。

(2)PBS类聚酯具有出色的耐热性能。PBS类聚酯是完全生物降解聚酯中耐热性能最好的品种,热变形温度接近100℃,改性后超过100℃,可以满足日常用品的耐热需求,还可用于制备冷热饮包装和餐盒。

(3)PBS类聚酯具有很好的综合性能。PBS类聚酯不仅可以满足通用塑料的使用要求,而且可以在通用加工设备上进行各类成型加工,加工性能非常好。此外,PBS类聚酯只有在堆肥条件下才降解,在正常使用过程中性能非常稳定。

(4)PBS类聚酯用途极为广泛。它可以用于包装领域,如包装薄膜、餐盒、化妆品瓶及药品瓶、电子器件包装等;还可用于一次性器具,如一次性餐饮用具、一次性医疗用品等。另外,它还可以被用于农用领域,如农用薄膜、农药及化肥缓释材料等;最后,它还可以用于医用领域,如生物医用高分子材料。

(5)PBS类聚酯生产设备已经国产化。通过对PET、PBT聚酯设备略作改造,可以生产PBS聚酯设备。其国产化为PBS类聚酯形成具有自主知识产权和国际竞争能力的新产业打下了坚实的基础。

目前,已经有报道通过  缩聚得到数均分子量(Mn)为1.4×105的PBS,这虽然比通过开环聚合得到的聚酯的分子量低,但比其他用同类方法合成的聚酯分子量高。

Bionolle为白色结晶型聚合物,其比重为1.2左右,熔点范围为110-120℃。此外,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。

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