乙二醇铝催化酯化法合成聚丁二酸乙二醇酯

聚丁二酸乙二醇酯(PES)具有优异的力学性能和生物降解性能,在可生物降解塑料领域具有广泛的应用前景。以乙二醇铝为催化剂,催化丁二酸和乙二醇直接酯化缩聚合成了高分子量聚丁二酸乙二醇酯(PES)。采用FT-IR和1H-NMR对催化剂和合成聚合物的结构进行了表征,系统分析了催化剂浓度、聚合反应温度和时间对聚合反应的影响。经常压酯交换后获得的预聚体,在240℃条件下,缩聚4 h后,合成PES的特性黏数[η]可达到0.684 dL/g,重均分子量Mw和数均分子量Mn分别可以达到78632和47945,相对分子质量分布系数PDI值为1.64。乙二醇铝体系中获得的PES聚合物分子量与商业锑系和钛系催化体系中合成聚合物分子量相当,具有广泛工业化应用前景。     

可生物降解脂肪族聚碳酸酯的研究进展

介绍了脂肪族聚碳酸酯（APCs）的基本特性，综述了APCs合成工艺、改性、应用等方面的研究进展。其中，酯交换法合成APCs属于清洁生产工艺，具有原料易得、工艺简单、成本较低等优势，更适宜大规模工业化生产。针对APCs热学性能较差的问题，进行改性和功能化可以实现它在可生物降解包装材料、生物医学材料、固态电解质等领域的应用。     

油脂氢化催化剂的研制

用H-冷等离子体还原传统油脂氢化催化剂(B_4催化剂),得到的产物(HP-B_4催化剂)的催化性能远优于B_4催化剂。借助XRD、XPS和EDS,对比研究了B_4催化剂和HP-B_4催化剂性能和结构的关系,揭示了B_4催化剂和H-冷等离子体反应的反应机理,提出了HP-B_4催化剂的结构模型,此模型揭示了HP-B_4催化剂的催化性能大幅提高的内在原因。模拟此模型,用化学方法合成了具有相同结构特征的CIM(化学革新材料)油脂氢化催化剂,CIM性能更好。运用电子云分布理论分析HP-B_4和还原后CIM催化剂中金属的离子性。再借助XRD、XPS和EDS,对比研究了HP-B_4催化剂和还原后的CIM催化剂结构和性能的关系,验证了HP-B_4、CIM和还原后CIM催化剂的结构模型是合理的。载体和活性组分的强相互作用使得催化剂性能CIMHP-B_4B_4,CIM催化剂易实现大规模制备,制备方法简单,效果好,可以移植到其他的催化剂制备领域,具有广阔的应用前景。     

低温低压氨合成催化剂的制备与催化性能研究

以尿素为燃料,采用一步燃烧法制备了钙钛矿型BaZrO3负载钌催化剂,用于催化氨合成反应。研究发现,当尿素用量为理论用量的1.5倍时得到催化剂中BaZrO3物相最纯,催化剂的活性最高。在3 MPa,10000 h-1和425℃条件下,其出口氨浓度和催化反应速率分别可以达到4.81%和270.99 mL/(g.h)。该催化剂的高活性主要是由于载体的强供电子作用和电子传导性能导致的。     

KF/MgO催化甘油和碳酸二甲酯酯交换合成甘油碳酸酯

采用浸渍法制备KF/MgCO₃前体,经高温焙烧后获得了一系列KF/MgO固体碱催化剂,用于催化碳酸二甲酯（DMC）和甘油（GL）酯交换反应合成甘油碳酸酯（GC）。系统考察了KF负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响,并通过X射线衍射、N₂吸脱附等温线、扫描电子显微镜和哈米特酸碱滴定等一系列技术对催化剂的结构性能进行了表征。结果表明,当KF负载量为20%（质量分数）时,经550℃焙烧所获得的20%KF/MgO-550催化剂活性最高。经过反应工艺条件的优化,当催化剂与甘油的相对质量分数为2%,DMC与GL的摩尔比为3∶1,75℃条件下反应1.5h后,GC收率可以达到96.8%。当20%KF/MgO-550催化剂重复使用3次之后,GC的收率由96.8%降低到67.3%,经再生处理后20%KF/MgO-550的催化活性可以恢复并且表现出更优异的稳定性。     

TiO2/SiO2催化酯交换法合成PES的工艺

采用凝胶–溶胶法合成TiO_2/SiO2催化剂(TSP–44),用于催化丁二酸二甲酯(DMS)和乙二醇(EG)酯交换法合成高分子量聚丁二酸乙二酯(PES)。采用FTIR和1H-NMR确定聚合物结构,系统考察了催化剂浓度、聚合反应温度和时间对聚合反应的影响。经常压酯交换后获得的预聚体在230℃条件下缩聚4.0h后,合成PES的特性黏数[η]可达到0.693dL/g,重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)分别可以达到91 546和52 015,分子量分布系数(PDI)为1.76。热稳定性测试结果显示,酯交换法合成PES失重1%的温度和最大热解速率的温度(Tmax)分别为310℃和398℃。     

异山梨醇基生物高分子材料的研究进展

异山梨醇(IS)是一种重要的生物基化工中间体,具有刚性分子结构和手性化学结构等特点以及无毒无害的优点,作为功能性聚合单体在高分子材料的合成或改性领域已经得到广泛关注。介绍了IS的结构特点和制备方法,综述了IS在聚醚、聚酯、聚氨酯、聚酰胺和聚碳酸酯等功能高分子材料合成和改性领域的研究进展。降低IS的生产成本以及开发合成IS基聚合物高效催化剂等新技术是实现规模化制备和应用的关键。     

PHA/PBC聚合物合金的制备及其性能

聚羟基脂肪酸酯(PHA)具有优异的力学性能、生物相容性和阻隔性能，作为一种生物降解高分子材料在包装材料、组织工程和电学等领域得到广泛应用。结晶速率慢和韧性差限制了PHA应用领域的拓展。通过熔融混合的方法制备了一系列不同聚碳酸丁二酯(PBC)含量的PHA聚合物合金。采用差示扫描量热仪、热重分析仪、万能试验机、扫描电子显微镜和接触角测量仪等表征手段重点考察了PBC含量对PHA/PBC合金结晶、热分解、力学和亲疏水等性能的影响。结果表明，PBC的加入可以提高PHA/PBC合金的结晶峰温度，少量PBC均匀分散在PHA基体中可为成核中心，PBC质量分数为10%的PHA/PBC合金具有最高的结晶度。随着PBC含量的增加，PHA/PBC合金由脆性断裂向韧性断裂转变，PBC质量分数为90%的PHA/PBC合金的断裂伸长率分别是PHA和PBC的143倍和1.6倍，主要因为三柠檬酸三丁酯(TBC)对合金的增塑作用。另外，通过改变PBC含量还可以调控PHA/PBC合金热稳定性和亲疏水性。