可降解材料发展现状及大规模应用路径分析

近年来,随着全球范围内的政策利好,以及企业和个人环保意识的增强,可降解材料相关产业快速发展,并出现出新的市场机遇。总结了目前国内产业化进展较快的可降解材料的全产业链工艺路线,并介绍了其技术难点、关键设备及各自工业化进程,对比其生产成本和完全成本,着重从技术创新、全产业链构建、产业政策引导等方面探讨大规模应用的路径。     

可生物降解脂肪-芳香族共聚酯的结构与性能

采用稀土催化剂,以1,4-丁二醇、己二酸和对苯二甲酸二甲酯为原料制备了聚己二酸丁二酯和对苯二甲酸丁二酯的系列共聚酯,测试了共聚酯的相对分子质量、力学性能、热性能、组成和微观结构。采用堆肥埋片法,考察了共聚酯的生物降解性。随着共聚酯中所含芳香组分的增多,其力学性能增强,热性能提高,熔点先由57℃降到32℃后,再逐渐升至145℃。共聚酯的生物降解性则随芳香组分增多而变差。     

改性聚碳酸亚丙酯研究进展

对可降解塑料聚碳酸亚丙酯(PPC)进行改性是改善其力学性能和热学性能的有效方法.综述了近年来改性PPC的研究机理,介绍了PPC的合成机理和热降解机理,主要阐述了PPC物理改性和化学改性方法.物理方法主要包括碳纤维、碳酸钙、改性纳米二氧化硅、纳米粘土、纤维素、有机蒙脱土(OMMT)等材料与PPC进行共混改性,化学方法主要...     

一种脂肪-芳香族共聚酯的降解性能

以1,4-丁二醇、己二酸和对苯二甲酸二甲酯为原料,采用稀土催化剂,合成了不同组成的聚己二酸丁二酯和对苯二甲酸丁二酯的共聚酯。采用堆肥法,以堆肥过程中试样的失重率、单位面积失重和相对分子质量变化作为指标,考察了芳香组分摩尔分数为40%～60%共聚酯的生物降解性,利用核磁共振氢谱测试了降解前后共聚酯组成和序列结构的变化,简述了生物降解行为的作用方式。结果表明:通过在脂肪族聚酯中引入摩尔分数为40%～60%的芳香组分,所制共聚酯既具有优异的力学性能,又具有生物降解性;且随着所含芳香组分的增多,共聚酯的生物降解性变差,降解后试样的对苯二甲酸丁二酯组分增加且芳香链段的长度增加。     

聚羟基烷酸酯——一种应用广泛的生物降解聚合物

综述了聚羟基烷酸酯(PHAs)在工业、农业、医药等不同领域中的应用状况。工业应用包括生产各类工业品、包装物和处理工业废水等;医药应用包括制作各类医疗器件和进行药物缓释释放等;农业应用包括生产农用薄膜、进行农药缓释和作物固氮等。此外,通过将PHAs与碳纳米管、蒙脱土等材料复合,可制成具有特殊应用性能的纳米复合材料。     

脂肪族聚酯的合成及降解性能研究

通过熔融和溶液结合法合成了脂肪族聚酯—聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(P(BS-co-BA))和丁二酸丁二醇酯-癸二酸丁二醇酯共聚物(P(BS-co-BSe)),并对其进行了生物降解实验。采用GPC测定了脂肪族聚酯的分子量及其分布,并采用熔点仪测定了聚酯的熔点。得到脂肪族聚酯分子量、熔点以及分子结构对称性和降解之间的关系。     

产品开发

生物高分子材料PHA开发前景好生物聚酯——聚羟基脂肪酸酯（PHA）在材料工业作为高分子材料、生物可降解塑料和光学材料、纤维材料、医学植入材料、药物缓释材料,在生物能源产业作为生物燃料,以及在精细化工产业等的应用日趋成熟。     

溶液与熔融相结合合成脂肪族聚酯

采用溶液与熔融结合法合成了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚癸二酸丁二醇酯(PBSe).采用1H NMR对聚合物结构进行表征,采用凝胶渗透色谱、热重分析和万能实验机测定PBS的相对分子质量及分布、热稳定性和力学性能.实验结果表明:聚酯的数均分子量都在5万以上,热分解起始温度均在300℃以上,断裂伸长率都大于300%,其中PBA更是超过了400%;结构对称性是熔点和生物降解性的主要影响因素,碳链的长短是热分解的主要影响因素.     

聚碳酸亚丙酯生物降解渗水地膜的研制及性能分析

为了解决农田白色污染问题,选用大分子聚碳酸亚丙酯（PPC）和聚己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）两种生物降解材料以及强力渗水助剂为原料制备PPC生物降解渗水地膜,采用多次吹膜测试法对地膜的配方和工艺方案进行了优选,并通过万能拉力测试机、紫外老化试验箱等对地膜的力学性能和降解性能进行了表征。结果表明,按照优选方案A₉和A₂的配方和工艺,结合渗水地膜加工工艺,可以成功制备厚度为（0.007±0.002） mm的薄型PPC生物降解渗水地膜;以A₉和A₂为基础并进行优化处理后的工艺技术试制的6个产品的力学性能均能够达到GB/T 35795—2017标准要求;0.007 mm PPC生物降解渗水地膜60 d后开始出现横纵向裂口,180 d后降解率为77.06 %,365 d后降解率为95.72 %。     

脂肪族聚酯降解材料的研究进展

本文对脂肪族聚酯类生物降解材料聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基烷酸酯(PHAs)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等进行了简单的综述,简要地介绍了其主要应用领域及存在的主要问题。     

绿色生物塑料聚羟基烷酸酯的研究进展

由于原油价格上涨和公众对于环境问题的关注等因素,聚羟基烷酸盐的生产成为当前的研究热点。聚合物的通用性使聚羟基烷酸盐成为生物医学、食品、包装、纺织和家用材料等领域良好的候选材料。生产成本较高限制了生物聚合物的广泛应用,今后的发展趋势是开发更高效、更经济的聚羟基烷酸盐生产工艺,分离、纯化和改善其材料性能。     

可生物降解热塑性聚氨酯弹性体的合成与性能研究

以中等分子量聚碳酸亚丙酯多元醇作为软段,并与过量的甲苯二异氰酸酯生成预聚物,用1,4–丁二醇进行扩链制备热塑性聚氨酯弹性体,整个反应体系保持—NCO/—OH=1.2。研究了硬段含量变化对材料结构与性能的影响。结果表明,所得弹性体的拉伸性能随着硬段含量的增加而增大,这是微相分离变化的结果;弹性体具有较好的生物降解性,可用于潮湿恶劣环境。     

生物降解塑料的研究进展——淀粉基塑料、聚乳酸塑料、聚羟基烷酸酯塑料

文章介绍了淀粉基塑料、聚乳酸塑料、聚羟基烷酸酯塑料三类可生物降解材料的特点、应用及研究进展。     

可生物降解脂肪族-芳香族共聚酯的研究进展

介绍了脂肪-芳香族共聚酯(CPEs)的合成及其生物降解机理,综述了影响CPEs生物降解的三大因素,分别为化学结构、形态结构、分子量及其分布。并阐述了脂肪-芳香族共聚酯(CPEs)的开发与应用。     

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在不同pH条件下的降解

对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)薄膜在不同pH值水溶液中的降解进行对比研究.用失重率及薄膜表面形貌观察等时降解结果进行表征,结果表明:PBS薄膜在不同pH值水溶液中的降解速度为:碱性溶液>酸性溶液>中性溶液.降解过程中不同降解溶液的pH值均有一定程度的下降.     

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。     

PPC-MA/PETG共混型生物降解材料的结构与性能研究

采用熔融共混法制备了马来酸酐(MA)封端聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)的共混物(PPC-MA/PETG),采用套管上吹法将共混物吹塑成膜.通过差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等手段系统地研究了共混物的热、力学性能及形貌.结果表明:PPC-MA/PETG共混物为部分相容体系;MA封端PPC可以提高PPC的热分解温度(T-5%),PETG与PPC-MA共混进一步提高了PPC的热性能;当PETG含量低时,PETG作为岛相分散在PPC基体中,随着含量的增加,共混物将发生"海-岛"结构转变成"海-海"结构;共混物薄膜的力学性能较纯PPC大幅增强,从4.7MPa提高到16.93MPa.PPC-MA与PETG共混可以获得力学性能较好的膜材料,改善PPC材料的缺陷,在包装、生物医用材料等领域具有广阔的应用前景.     

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）。     

PBAT/PPC/改性云母复合材料的制备与性能研究

为提升聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）较差的氧气和水蒸气阻隔性能,利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对云母（Mica）进行改性,得到改性Mica(CMica),将PBAT、聚碳酸亚丙酯（PPC）与Mica和CMica热压成型制备PBAT/PPC/Mica及PBAT/PPC/CMica复合材料。对PBAT/PPC/Mica及PBAT/PPC/CMica的微观形貌、热稳定性、力学性能、氧气及水蒸气阻隔性能进行研究。结果表明：与Mica相比,CMica在PBAT/PPC中分散状态得到改善。PBAT/PPC/CMica的力学性能、氧气及水蒸气阻隔性能均比PBAT/PPC/Mica高。添加15%Mica时,PBAT/PPC/Mica的断裂伸长率为（91±60）%。而添加15%CMica的PBAT/PPC/CMica的断裂伸长率仍有（735±53）%。