AA/PTA单体比例对PBAT共聚酯性能的影响

以己二酸（AA）、对苯二甲酸（PTA）和1,4-丁二醇（BDO）为原料,钛酸四丁酯为催化剂,采用先酯化后缩聚的两步聚合法制备了一系列聚（己二酸/对苯二甲酸丁二醇）（PBAT）共聚酯。研究己二酸与对苯二甲酸不同摩尔比对合成共聚酯的结构、热性能和弹性性能的影响。FTIR和NMR测试结果表明本实验成功合成了PBAT共聚酯。GPC测试结果表明共聚酯的重均分子量（M_w）在41000~142000之间,测试结果与特性黏度具有一致性。DSC测试结果表明随己二酸含量的增加,共聚酯的熔融温度和结晶温度逐渐降低;WXRD测试结果表明随着己二酸含量的不断增加,共聚酯的晶型结构逐渐由PBA转变为PBT;DMA结果表明玻璃化转变温度（T_g）基本呈不断降低的趋势;TGA结果表明PBAT共聚酯的初始分解温度随对苯二甲酸含量的增加向高温区移动,而在高温段共聚酯的热稳定性接近。拉伸结果表明,AA/PTA比例的变化显著影响共聚酯的力学弹性,PBAT7：3具有最大的断裂伸长率,而PBAT3：7则表现为强而韧的拉伸特性。     

对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯的合成与表征

采用熔融缩聚法,以对苯二甲酸(PTA),1,6-己二酸(AA),1,4-丁二醇(BDO)为原料,制备了不同原料物质的量之比的对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯(PBAT),通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H–NMR)测试验证了PBAT的结构和物质的量之比,利用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析对PBAT进行了热性能测试,采用X射线衍射(XRD)表征了PBAT共聚酯的结晶性能,用电子单纤强力仪测试了PBAT共聚酯纤维的拉伸性能。结果表明,成功地合成了设计比例的PBAT,随着PTA含量的增加,共聚酯的熔融温度从162.78℃提高到了212.20℃,质量损失5%的分解温度由369.17℃提升到了375.94℃,共聚酯纤维的断裂强度逐渐增加,最高可达3.04 c N/dtex,共聚酯的结晶度也增加。PBAT被广泛应用于片材、地膜、包装、发泡等。     

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.     

PBAT合成工艺研究

以己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)为单体,合成了聚己二酸丁二醇-co-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),考察了酯化方式、酯化时间、缩聚温度、稳定剂等关键工艺对合成过程及产品性能的影响,确定了制备良好色相PBAT树脂的工艺条件:共酯化方式,酯化时间185 min,缩聚温度248～250℃,稳定剂添加量70μg/g。对AA理论加入量与实测值差异分析发现:己二酸以2～3个聚合度的己二酸低聚物形式通过真空系统抽出,可以再聚合使用。     

聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯型生物可降解聚酯的合成与交联改性研究

采用对苯二甲酸(PTA)、1,6-己二酸(AA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料合成聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)型生物可降解聚酯,并通过~1H NMR,FT IR对聚酯结构进行了表征。考察了醇酸比,聚合反应时间,真空度对聚合物特性黏度的影响。结果表明在本聚合体系中,当醇酸比为1.4∶1(物质的量比),预聚时间8h,缩聚时间8h,缩聚真空度100Pa时,得到特性黏度0.726~0.812dL/g的聚酯产物。通过加入二羟甲基丙酸作为交联剂对PBAT聚酯进行改性研究,显著提高PBAT聚酯特性黏度至0.900~1.140dL/g。     

PBAT合成方法及其应用的研究现状

论述了以1,4-丁二醇(BDO)、己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)[或对苯二甲酸二醇酯(DMT)]为原料,制备可生物降解新材料聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)的合成方法、研究现状,及其与填充物、聚合物等共混改性的新进展。     

可堆肥脂肪-芳香族共聚酯PBAT是什么

正PBAT是聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的缩写,或称己二酸对苯二甲酸-丁二醇共聚酯。PBAT是一种生物可降解无规共聚物。其具体合成路线如下:己二酸与1,4-丁二醇聚合成聚己二酸丁二醇酯(+水);对苯二甲酸二甲酯与1,4-丁二醇反应生成聚对苯二甲酸二甲酸丁二醇酯(+甲醇);将聚对苯二甲酸二甲酸丁二醇酯加到聚己二酸丁二醇酯中,使用钛酸四丁酯作酯交换催化剂,得到两种预制聚合物的共聚物PBAT。     

1,4-环己烷二甲酸对PBAT的共聚改性

以对苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)、1,4-环己烷二甲酸(CHDA)及1,4-丁二醇(BDO)4种单体为原料，采用熔融缩聚法，合成得到一系列聚对苯二甲酸-co-己二酸-co-环己烷二甲酸丁二醇酯(PBCAT)。利用核磁共振仪(NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱分析(GPC)、傅里叶变换红外光谱仪、万能力学测试仪等方法表征了共聚酯的结构和性能。实验结果表明，PBCAT共聚酯的相对数均分子量随CHDA投料比的增大先升高后降低，当投料比PTA:AA:CHDA为1:1:1.1时PBCAT的数均相对分子量为33 450,断裂伸长率为1 314.66%,与PBAT相比，提升了1.7倍。PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度随着CHDA投料比的增大先升高后降低，熔点先由103.9℃升高至119.5℃,后下降至108.6℃。结晶温度先由64.8℃升高至91.7℃,后下降至74.82℃。     

1,4-环己烷二甲醇改性PBT共聚酯的热性能研究

以对苯二甲酸(PTA)、1,4-丁二醇(BD)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)为主要原料,制备了一系列CHDM改性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共聚酯。采用差式扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)等分析方法测试了共聚酯的性能,研究了不同CHDM含量对共聚酯热性能和结晶性能的影响。结果表明:随CHDM含量的增加,共聚酯玻璃化转变温度逐渐升高;共聚酯的熔点先降低后升高,CHDM/PTA摩尔比为40%时熔点最低;随CHDM含量的增加,共聚酯的结晶性能逐渐减弱。     

生物可降解聚酯弹性体的制备及其改性PLA的研究

以聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚物(PBAT)和聚对苯二甲酸-己二酸-乙二醇共聚物(PBAE)为原料,在高真空条件下,通过酯交换法合成一种生物可降解热塑性聚酯弹性体(PBATE)。利用这种弹性体对聚乳酸进行增韧。扫描电镜(SEM)结果显示生物可降解聚酯弹性体与聚乳酸具有良好的相容性。拉伸测试和冲击测试结果分别表明聚乳酸的断裂伸长率提高近70倍,冲击强度也能提高10倍以上。     

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望

介绍了目前国内外完全生物降解共聚酯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)的生产现状、合成工艺技术及应用开发,主要介绍了三种不同酯化工艺合成PBAT的工艺技术流程,并对PBAT的应用与前景进行了展望。     

聚(对苯二甲酸丁二醇-co-ε-己内酯)的合成、表征及力学性能研究

以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和ε-己内酯(CL)为原料,通过PBT端羟基引发CL开环聚合,然后在高温、高真空条件下缩聚,制备了不同硬段含量的聚(对苯二甲酸丁二醇-co-ε-己内酯)共聚酯(PBT-CL)。通过1H NMR、IR、DSC等对PBT-CL进行了表征。结果表明PBT-CL具有嵌段聚合物特性。随硬段含量升高,共聚酯熔点和结晶温度上升,共聚酯的密度、拉伸强度、弯曲强度逐渐增大。硬段序列长度随硬段含量增加而增加。     

1,4-环己烷二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能

为提高降解塑料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PBAT)的力学性能、热性能及加工性能,在PBAT的分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单体,采用熔融缩聚法,制备了一系列不同CHDM含量的新型聚对苯二甲酸-co-己二酸环己烷二甲酯/对苯二甲酸-co-己二酸丁二酯(PBCAT)。采用傅里叶变换红外光谱仪、液固两用核磁共振仪对共聚酯进行结构表征;利用乌氏黏度计、万能电子拉伸机、差示扫描量热仪、维卡软化点测试机、接触角测量仪分别测试了共聚酯的黏均分子量、力学性能、热性能和亲水性。结果表明,随着CHDM物质的量的增加,PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度均呈现先降低后升高的趋势,熔点由136℃降至114℃,然后升至123℃,结晶温度由90℃降至46℃,然后升至61℃,结晶度下降。当PBCAT共聚酯的黏均分子量可达126 075 g/mol,水接触角均小于90°,材料具有良好的亲水性能。当CHDM物质的量占醇总量的25%时,PBCAT共聚酯综合性能最好,拉伸强度为20.74 MPa,与PBAT相比,提升了17%,且该共聚酯结晶度小,熔融温度较PBAT降低了7.4℃,维卡软化点达到127.4℃。     

PLA/PBAT原位微纤复合材料的制备与性能研究

采用自制的多级挤出拉伸装置实现了聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)中原位成纤,并对PLA/PBAT原位微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了研究。结果表明,PLA在PBAT基体中形成了微纤,随着PLA含量的增加,PLA微纤的平均直径增大;纯PBAT经多级挤出拉伸装置制得的片材的拉伸强度为50.1 MPa,随着PLA微纤含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐下降,断裂应变及拉伸模量逐渐增大;随着PLA微纤含量的增加,体系的G′逐渐升高,在低频区复合材料的G′对频率的敏感性降低,当PLA微纤含量为20%,复合材料的弹性性质更加明显。     

扩链剂对PBAT/Talc复合材料性能影响研究

通过熔融共混制备可生物降解的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/滑石粉(PBAT/Talc)复合材料,探究滑石粉及扩链剂含量对PBAT/Talc复合材料力学性能、结晶性能、流变性能及微观形貌的影响。结果表明:随着滑石粉及扩链剂含量的增加,复合材料的屈服应力及拉伸模量逐渐增大,但断裂伸长率逐渐下降;当滑石粉及扩链剂含量分别为30%和0.6%时,PBAT/Talc复合材的拉伸强度最高为18.1 MPa,断裂伸长率为257%;随着扩链剂含量的增加,PBAT/Talc复合材料的熔点、结晶度及结晶温度逐渐降低,PBAT/Talc复合材料熔体的拉伸黏度逐渐增大;当扩链剂加入量为0.6%时,滑石粉在PBAT中的分散性最好,未观察到滑石粉团聚现象。     

废旧聚酯纺织品制备的rp-PBAT非等温结晶动力学

废旧聚酯纺织品经乙二醇(EG)醇解，再与1,4-丁二醇(BDO)酯交换制备得到对苯二甲酸双羟基丁酯(BHBT),其与己二酸双羟基丁酯(BHAT)熔融缩聚得到再生聚酯基的生物可降解共聚酯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(rp-PBAT)。采用¹H-NMR对共聚产物进行结构表征，利用差示扫描量热法(DSC)对其进行非等温结晶及动力学研究。结果表明，由废旧聚酯纺织品制备的共聚样品是rp-PBAT,样品中BA和BT摩尔含量与投料摩尔比基本相同；rp-PBAT共聚酯的结晶温度(T_c)随着BA含量和降温速率的增加而降低；所有样品相对结晶度-时间(C_t-t)曲线斜率均随降温速率增加而增大，半结晶时间t_1/2减小；在相同降温速率下，随着BA含量的增加，样品的t_1/2呈逐渐增大的趋势，样品结晶速率下降；莫志深方程(Mo方程)能够很好地描述实验体系中的PBAT共聚酯的非等温结晶过程。     

扩链聚对苯二甲酸丁二醇-co-聚己二酸丁二醇酯的合成及表征

采用1,4-丁二醇,对苯二甲酸二甲酯,己二酸合成了聚对苯二甲酸丁二醇-co-聚己二酸丁二醇酯(PBAT)。采用六亚甲基二异氰酸酯作为扩链剂合成了高分子质量的PBAT。研究了扩链反应时间,扩链剂用量对特性黏度的影响;反应温度,扩链剂用量,扩链反应时间对PBAT分子质量、端羧基值的影响。采用核磁共振及红外光谱对聚合物的结构进行了表征。研究结果表明六亚甲基二异氰酸酯可以显著提高PBAT的分子质量,扩链以后力学性能有明显的提高。     

聚乳酸增韧改性研究

采用熔融共混法,将聚乳酸(PLA)分别与丁二醇-己二酸-对苯二甲酸共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)共混制备生物降解复合材料,并模压成型。研究了3种复合材料的拉伸性能、冲击性能及断面微观形貌。结果表明:PBAT、PBS和PPC均能提高PLA的断裂伸长率和冲击强度;与PBS和PPC相比,PBAT与PLA的相容性更好;随着PBAT含量的增加,增韧PLA材料的冲击强度逐渐上升,但PBAT与PLA的相容性逐渐变差。     

PLA/PBAT复合材料的结构与性能

用熔融共混法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1、4-丁二醇三元共聚酯(PLA/PBAT)复合材料,利用SEM和DSC对其结构和性能进行研究,结果表明:随着PBAT质量分数的增加,材料断面出现孔洞和凹槽,且孔洞尺寸逐渐变大,使PBAT和PLA的相容性变差,抑制了PLA的结晶,导致复合材料拉伸强度下降。但在一定程度下PBAT的柔性链段能改善PLA的脆性,当PBAT质量分数为30%时,冲击强度最大为5.33kJ/m~2。     

滑石粉改性PBAT/PLA复合材料的制备及性能研究

以熔融共混法制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚乳酸/滑石粉(PBAT/PLA/Talc)复合材料,研究了Talc含量对复合材料力学性能、微观结构、热力学性能及流变性能的影响。结果表明:随着Talc含量的增加,PBAT/PLA/Talc的拉伸强度先下降后上升,标称应变由22.91%升至241.54%,再降至35.11%;弯曲模量从1.57 GPa逐渐提升至2.61 GPa。随着Talc含量的增大,PBAT/PLA/Talc复合材料的结晶温度升高,熔融温度有所降低。体系的黏度随Talc含量的增加呈现先下降后上升的趋势,Talc含量为5份时,PBAT/PLA/Talc复合材料的黏度最低。因此,Talc可改善PBAT、PLA的界面相容性,对复合材料熔体流动具有较大影响。