生物降解塑料的发展现状及应用前景

综述了生物降解塑料的种类,对几种重要的生物降解塑料(如聚己内酯、聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟基烷酸酯、脂肪-芳香共聚酯、聚乙烯醇、二氧化碳共聚物等)的研究及发展现状进行了详细的阐述。生物降解塑料对环境无污染或无二次污染,但价格较传统塑料高,高性能、功能化产品的研究尚未成熟,应用范围较窄,有待进一步开发。     

生物降解塑料结构与性能研究

通过凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)和高压毛细管流变仪等分析方法,对聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)进行了结构与性能研究。结果表明：PLA在常温下表现为硬质热塑性材料,但其耐热性较差,对温度变化较为敏感。相比之下,PBAT在常温下则呈现为高弹态的软弹性体材料,具有良好的物理机械性能。PLA的重均相对分子质量在10⁵以上,分子链较长。而PBAT的相对分子质量分布较PLA更宽,流动性更好。PLA和PBAT均属于非牛顿流体中的宾汉流体,但它们的剪切黏度存在显著差异。通过共混改性制备的PLA/PBAT复合薄膜,与聚乙烯薄膜相比,具有较高的拉伸强度,但断裂拉伸应变较低。     

开环聚合制备聚己内酯

ε-己内酯(ε-CL)聚合催化体系主要分为正离子型、负离子型和配位型催化剂,后者催化效果较好的催化剂有锡盐、有机铝化合物及稀土化合物。聚己内酯(PCL)熔融温度较低(约为65℃),加工性能优良,易于成膜,玻璃化转变温度约为-65℃,与高分子材料相容性好,可作为大分子材料的增塑剂使用。合成工艺简单,成本较低,疏水性优良,具有卓越的渗透性。但是PCL的降解速度慢,在体内可保持1~2 a。在有恶臭假单胞菌存在及无微生物存在时,经改性后,随着分子结构的改变,PCL降解性能和力学性能均发生了明显变化。     

水热法制备Mg/Sn/W复合氧化物催化剂及其性能评价

采用水热法制备了Mg/Sn/W催化剂,利用N_2吸附-脱附、XRD、FTIR、SEM等手段对制备的催化剂进行表征,考察了不同种类的分散剂和分散剂含量对催化剂活性的影响,探究了共沉淀法和水热法制备的催化剂在使用过程中W的流失情况。实验结果表明,以聚乙二醇和三乙醇胺为混合分散剂制备的催化剂拥有更大的比表面积和更小的孔径,提高了催化剂的活性;当混合分散剂的含量为7.5 g/L、钨酸质量浓度为6 g/L时,催化剂的活性最大,环己酮转化率达66.23%,ε-己内酯选择性达89.56%;与共沉淀法制备Mg/Sn/W催化剂相比,水热法制备的Mg/Sn/W催化剂合成ε-己内酯的活性更高,可以有效解决活性组分W的流失问题,也能在一定程度上保持催化剂活性。     

聚己酸内酯二醇软段相对分子质量对聚己内酯型聚氨酯弹性体性能的影响

用ε-己内酯单体开环聚合制取了 3种不同相对分子质量的聚己酸内酯二醇(PCL);PCL 与2,4-甲苯二异氰酸酯、3,5-二甲硫基甲苯二胺采用两步法制备了一系列浇注型聚已内酯型聚氨酯弹性体(CPUE)。采用电子万能试验机、示差扫描量热、动态热机械和可见分光光度计等手段对 CPUE 的静态/动态力学性能及光学性能进行了表征。表征结果显示,PCL 软段的相对分子质量对 CPUE 的性能有较大的影响,PCL 软段相对分子质量低的 CPUE 表现出更多的塑料刚性;随 PCL 软段相对分子质量的增大,CPUE 的硬度、模量、拉伸强度和撕裂强度均大幅下降,但回弹性有很大提高;PCL 软段相对分子质量的增大,导致 PCL 软段结晶,提高了内耗,降低了 CPUE 的透光率。     

可生物降解吸油树脂研究进展

综述了国内外可生物降解吸油树脂研究进展情况,并提出了可降解吸油树脂材料的发展方向。指出吸油树脂材料是传统吸油材料理想的替代产品,但大多数吸油树脂为人工合成材料,不易生物降解,易造成二次环境污染,选择性好、吸油倍率高、加工性能好、价格便宜的可降解吸油树脂将不断投放市场,成为吸油材料的主导产品。     

生物降解型润滑脂的研究进展

介绍了生物降解型润滑脂的基础油、稠化剂、添加剂和工业应用进展情况,针对我国国情,提出现阶段我国主要应发展以合成酯类油为基础油的生物降解型润滑脂.     

天然气水合物可生物降解抑制剂的研究进展

综述了可生物降解的淀粉、壳聚糖和果胶等绿色抑制剂对天然气水合物的抑制性能,并从诱导时间、微观角度和水合物生成量等方面与传统商业抑制剂聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯基己内酰胺（PVCap）进行了抑制效果对比。淀粉对天然气水合物具有抑制性能,但抑制效果不明显;可通过合成各种壳聚糖衍生物来研究壳聚糖对天然气水合物的抑制性能;果胶对天然气水合物的抑制性能优于商业抑制剂PVCap,且用量更少。     

可生物降解的CO_2共聚物的合成、性能及改性研究进展

CO2与环氧化物共聚生成脂肪族聚碳酸酯,不仅缓解了石油资源短缺的问题,而且生成的塑料可降解,能避免二次污染问题。对CO2与环氧化物共聚的催化体系、反应机理及合成工艺等方面进行了综述;CO2与环氧丙烷共聚得到的聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)为无定形聚合物,玻璃化转变温度在40℃左右,因此受其本身力学性能和热性能的影响,在单独作为一种结构材料使用时受到较大限制,必须对其进行物理或化学改性。还讨论了PPC的化学结构、性能和应用等方面的研究成果。     

可生物降解液压油的研究进展

介绍了可生物降解液压油概念,它的组成包括基础油和添加剂。可生物降解液压油主要研究方向集中在筛选和开发新基础油方面,添加剂的研究还处于起步阶段。文中详细总结了以植物油、改进植物油、合成酯、聚醇醚、聚甲基烯烃及其多种混合物作为基础油的可生物降解液压油研究进展。研制开发性能好、成本低的可生物降解基础油与可生物降解添加剂是今后的发展趋势。     

多支化聚乳酸的制备及其对聚乳酸结晶效果的影响

采用水解-缩聚两步法制备聚环氧基倍半硅氧烷微球(PESQ),以其为支化核心,通过辛酸亚锡催化丙交酯在熔融态开环形成支链制备多支化聚乳酸(m-PLLA),利用FTIR,1H NMR,GPC等方法表征m-PLLA的结构。表征结果表明,聚乳酸(PLA)成功接枝到PESQ上,且随丙交酯添加量的增加,m-PLLA先增加支链长度,后增加支链数目,最后支链长度和数目同时增加。考察了m-PLLA作为成核剂对PLA结晶过程的影响。实验结果表明,添加1.0%(w)的m-PLLA10时,PLA的冷结晶温度从121.2℃降至113.4℃,结晶度从15.7%升至31.1%,平均球晶直径从100μm细化至15μm,优于添加等量滑石粉的PLA。     

二氧化碳和环氧化合物合成生物降解塑料

介绍了CO2和环氧化合物在稀土组合催化剂作用下共聚合成全降解塑料母粒的工艺过程,并将该塑料与其他降解塑料进行了比较,指出了其良好的市场前景。     

聚乳酸合成方法研究进展

聚乳酸是一类具有优良生物相容性和可生物降解的高分子材料,被广泛应用于医用领域,受到越来越多的关注。聚乳酸的合成主要有两种方法:丙交酯的开环聚合和乳酸直接缩聚。本文综述了近年来聚乳酸合成研究的最新进展,介绍了聚乳酸聚合的两种高效方法——反应挤出法和直接—固相聚合法,并展望了聚乳酸合成研究的前景。     

直接酯化法合成聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)可生物降解共聚酯

采用直接酯化法,以对苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)和1,4-丁二醇(BG)为原料合成了聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)可生物降解共聚酯(PBAT)。实验结果表明,钛酸四丁酯-催化剂A(醋酸锑)复合催化剂的活性高于钛酸四丁酯催化剂;在n(PTA+AA):n(BG)=1.40:1、酯化温度180～190℃,缩聚温度270～275℃的条件下,可通过直接酯化法合成PBAT,且副反应少;所合成的PBAT具有较好的力学性能,且维卡软化点和熔体流动指数较高,有利于后加工;~1H NMR表征结果显示,PBAT中的n(PTA):n(AA)与投料比中的n(PTA):n(AA)接近;通过堆肥实验证实了所合成的PBAT是一种降解性能良好的共聚酯。     

高相对分子质量可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的合成

以丁二酸和丁二醇为原料,采用溶液与熔融结合法合成了高相对分子质量可生物降解的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。考察了8种单催化剂和7种双催化剂对合成PBS反应的催化性能,采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振方法对PBS的结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱、热重分析和万能实验机测定了PBS的相对分子质量及其分布、热稳定性和力学性能。实验结果表明,采用单催化剂时,PBS相对分子质量的大小顺序为:SnCl2>Ti(OBu)4>Ti(iOPr)4>Sn(Oct)2>Zn(OAc)2>MgHPO4>732型酸性阳离子交换树脂>P-TS(P-TS为对甲苯磺酸);采用双催化剂时PBS的相对分子质量大于采用单催化剂时的PBS;SnCl2/P-TS双催化剂对合成PBS反应的催化性能最好,PBS的数均相对分子质量达8.95×104,相对分子质量分布为1.77,断裂伸长率达391%。     

超临界抗溶剂法制备聚乳酸多孔载体

采用超临界抗溶剂法制备了用于污水处理的具有一定孔径的可降解聚乳酸(PLA)多孔载体,考察了压力、温度、保压时间、聚合物溶液质量浓度以及CO2循环时间等工艺参数对PLA多孔载体孔径的影响,并采用SEM方法对制得的PLA多孔载体进行了表征。通过单因素实验及正交实验得到了制备PLA多孔载体的最优工艺条件:聚合物溶液质量浓度160 g/L,压力12MPa,温度45℃,CO2循环时间90 min,保压时间90 min。在此条件下得到了孔分布均匀、连通性好、平均孔径为160μm的PLA多孔载体。重复实验结果表明,在最优工艺条件下制得的PLA多孔载体的孔径重复率好。     

吸水树脂堵漏材料的研究进展

对近年来国内外吸水树脂堵漏材料的结构和种类进行了综述,分析了膨胀倍率的影响因素,概述了目前吸水堵漏材料延时膨胀的方法如包裹法、接枝疏水性单体和采用非水携带淡等.总结了吸水树脂类堵漏材料存在的问题,并提出了研究建议.