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PBS用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-7 22:39:32
PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯,是一种脂肪族聚酯,其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯,其分子式:HO-[CO-( CH2)2-CO-O-( CH2)4-O]n-H ,PBS分子链较柔软,且熔点较低。

PBS于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。

PBS可通过PBS用扩链剂提高相对分子质量,PBS用扩链剂通常是异氰酸酯类化合物。

其优异性能主要表现在以下几个方面:

(1)加工性能。PBS的加工性能非常好,可在通用加工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工,同时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物,降低成本。

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

(3) 力学性能。与其他生物降解塑料相比,PBS 力学性能十分优异,具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙烯相近的力学性能。

(4) 降解性能与化学稳定性。PBS 在正常储存和使用过程中性能非常稳定,只在堆肥、土壤、水和活化污泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为二氧化碳和水。

由于PBS 有上述良好的性能,使它在很多方面都有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域,主要有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于PBS 良好的成膜性,另一个重要应用是作为农林业中的农用薄膜,以及各种种植用器皿和植被网等。

其次,在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制品,被用于日用杂品。与PET 类似,PBS 还可作为纺织材料纺丝加工。此外,由于具有生物相容性和可降解性,PBS 还可应用于医用制品中的各种人造材料如人造软骨、缝合线、支架等。

早在上世纪30 年代,Carothers 就已经成功制备出了PBS,但由于受当时工艺条件的限制,制得的PBS 分子量小于5000,无法用作实际材料。直到上个世纪90 年代,随着人们对脂肪族生物降解材料的研究逐渐深入,满足实际应用要求的高分子量的PBS 才被开发成功。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


“Bionolle”( 中文名: 碧能) ,是世界上首个商业化的PBS 树脂。Bionolle 是一种结晶型热塑性塑料,分子量从几万到几十万,玻璃化转变温度为-45~ -10℃,熔点为90 ~ 120℃,耐热温度接近100℃,具有良好的力学性能和加工性能,其制品包括农用薄膜、垃圾袋、发泡材料等。

然而Bionolle 系列PBS 的生产过程中需要用到PBS用扩链剂二异氰酸酯来提高分子量,由于二异氰酸酯的毒性较大,限制了其产品在医用材料、食品包装、一次性餐具等领域的应用,时至今日,Bionolle 已经扩大为多个品种和牌号的一类产品。

完全可降解聚酯商品Ecoflex,主要为脂肪族和芳香族的共聚酯,还可以与淀粉进行共混,提高降解性。

丁二酸又名琥珀酸,是合成PBS的主要原料之一。目前制备丁二酸的工艺主要有化学合成法和生物发酵法。

1,4-丁二醇(BDO)主要应用于PBS 等聚酯原料及聚氨酯的扩链剂等,其生产方法有Reppe法、顺酐法和丙烯醇法等。

2013年全球BDO 总产能为278万吨,产量约161万吨,开工率58%。亚太地区为全球主要的BDO生产地区,尤其是中国,2013年的生产能力达到128万吨,约占全球总生产能力的46%。2013年全球BDO消费量约161万吨,我国为48万吨。2014年上半年我国BDO市场跌幅剧烈截至7月跌幅31%。目前,我国BDO市场已进入成长期。

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