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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展1、PBS 的结构、性能与应用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。
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。
2、PBS 的工业化生产2.1 国外PBS 产品早在上世纪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。
天然高分子/聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展摘要：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种热塑性脂肪族聚酯，因力学和生物降解性良好等优点而具有广泛应用前景。
但其力学和热学性能仍存在拉伸强度和耐热温度较低等缺陷，而限制了其应用，通过物理改性是提高其性能的重要研究方向之一。
本文综述了近年天然高分子/PBS复合材料制备和性能研究，并对天然高分子/PBS复合材料的发展作了总结和展望。
关键词：聚丁二酸丁二醇酯；天然高分子；共混改性A review of the blend of Poly(ButyleneSuccinate)/natural polymersAbstract: Due to its biodegradable, mechanical properties, Poly(butylene succinate)(PBS) is widely applied in the fields such as plastic, medicine and so on. However, the mechanical and thermal properties of PBS, such as tensile strength and heat distorted temperature can not meet the application requirement. To increase the thermal and mechanical properties of PBS, method such as modified PBS by physical blend was adopted. The paper reviewed the new development of the natural polymers/PBS composites, and some suggestions were described to prepare natural polymers/PBS composites with higher mechanical and thermal properties.Key words: Poly(butylene succinate); natural polymers; composites前言聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由1,4-丁二酸和1,4-丁二醇通过共聚反应合成的半结晶脂肪族聚酯，它具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能等优点，成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一[1-5]。
目录第一章绪论第一章绪论1.1引言自从1932年Staudinger创立大分子学说并奠定高分子科学的基础开始，伴高分子材料随着石油化工业的蓬勃发展，现今已渗透到国民经济和人民生活的方方面面。
目前，塑料已经与钢材、水泥、木材成为并驾齐驱的新型基础材料行业。
然而，由于绝大多数高分子材料都是不可降解或者说至少需要经历一、二百年才能降解，现今处理这种废弃物无外乎填埋、焚烧和回收再利用。
但是，塑料废弃物如果填埋在地下, 长期不会分解, 占地又多；焚烧处理放出有害气体, 造成二次污染；回收再利用的难度大, 成本高[1-3]。
降解高分子材料除具有普通高分子材料的特性外，在使用后能够降解，因此开发利用可降解的高分子材料是这一问题最有效的解决途径之一。
1.2 降解高分子材料降解性高分子材料是相对通用高分子材料而言的，其降解是因化学或物理因素所导致的聚合物的分子链断裂的过程。
具体是指一定使用期限内具有通用材料制品一样的功效，而在完成一定功能的服役期后，或在远未达到使用寿命期而被废弃后，在特定的环境条件下，其物理化学结构发生重大的变化，且能够自动分解而与自然界同化的一类聚合物[4]。
降解性高分子材料暴露于氧气、光、水、热、化学物质、动物以及微生物等自然环境下的降解过程包括非生物降解和生物降解两大类。
非生物降解又包括氧化降解、光降解、热降解和水解降解等。
降解性高分子材料按照降解机理可分为光降解高分子材料、光-生物降解高分子材料和生物降解高分子材料。
1.2.1 光降解高分子材料高分子材料的光降解主要是指材料在受到光氧作用吸收紫外光能而光引发断链反应和自由基氧化断链反应即Norrish 光化学反应而降解成对环境安全的低分子量化合物。
这类对光敏感的聚合物材料称为光降解高分子材料,根据其制备方法可分为合成型和添加型两种类型[4]。
合成型光降解塑料主要通过共聚反应在高分子主链引入羰基型感光基团而赋予其光降解特性，并通过调节羰基基团含量可控制光降解活性[6]。
可降解聚丁二酸丁二酯（PBS）开发生产方案一、实施背景随着中国社会经济的快速发展，环境保护和资源循环利用问题日益凸显。
传统高分子材料因其不可降解性对环境造成较大压力。
为此，开发可生物降解的替代品成为当前及未来产业发展的关键方向。
PBS作为一种可降解聚合物，其生产及应用符合国家“十四五”规划中提出的“绿色发展”战略。
二、工作原理PBS是以丁二酸、丁二醇为主要原料，通过聚合反应形成的。
其分子结构中含有的酯键使其具有较好的生物降解性。
在微生物的作用下，PBS可以被分解为水和二氧化碳，对环境无害。
此外，PBS还具有优良的力学性能、热稳定性和加工性能，可广泛应用于包装、医疗、农业等领域。
三、实施计划步骤1.原料准备：丁二酸、丁二醇等主要原料需经过严格的质量检验，确保符合聚合反应的要求。
2.聚合反应：将丁二酸、丁二醇及其他添加剂按照一定比例加入反应釜中，控制温度和压力，使原料进行聚合反应。
3.分离与提纯：聚合后的PBS需经过分离和提纯，去除未反应的原料和副产物。
4.产品加工：提纯后的PBS可进行造粒、注塑、挤出等加工，制成最终产品。
5.品质检测与评估：对成品进行各项性能指标的检测与评估，确保产品符合相关标准。
6.销售与市场推广：将产品推向市场，进行推广和销售。
四、适用范围PBS主要应用于以下领域：1.包装领域：由于PBS具有较好的力学性能和热稳定性，可代替传统的塑料包装材料。
数据表明，使用PBS替代传统包装材料，可减少60%以上的碳排放。
2.医疗领域：PBS制成的医疗器材具有较好的生物相容性，且可生物降解，适用于制作手术缝合线、药物载体等。
3.农业领域：PBS制成的农用薄膜具有较好的保温、保湿性能，同时可避免传统塑料薄膜长期滞留田间地头对土壤造成的污染。
4.其他领域：PBS还可应用于纤维、无纺布、3D打印等领域。
五、创新要点1.绿色生产工艺：采用绿色化学方法合成PBS，整个生产过程无废水、废气排放，实现了清洁生产。
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）改性及熔融沉积成型特性研究快速成型技术以其全新的制造思想、快速的制造周期、灵活的产品模型而受到极大关注,被看作是“第三次工业革命”。
作为快速成型技术之一的熔融沉积成型技术(FDM),目前通用的耗材为生物降解聚合物聚乳酸(PLA),PLA线材打印温度需在200℃以上,这就容易给3D打印教育培训中自我保护意识较弱的青少年儿童带来烫伤等安全隐患。
因此,开发打印温度尽可能低,同样具有优异的力学性能、无毒和生物降解能力的聚合物材料是目前FDM技术线材研究的热点问题。
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有降低的熔点和优良的力学性能,是全生物降解材料重要品种之一。
然而未经改性的PBS结晶程度的低,结晶形态差,分子量及特性粘度低,熔体流动速率高,熔体强度不足,阻碍了其在熔融沉积成型中的应用。
针对上述不足之处,本文中分别采用结晶改性、扩链改性和共混改性等手段对PBS进行了改性研究,综合运用差示扫描量热法、偏光显微镜、特性黏度测试、熔体流动速率、转矩流变分析、热失重分析、SEM相形态测试等分析手段对改性PBS改性效果进行表征分析,之后通过制件翘曲度测量、制品精度观察、线材拉伸强度测试、制品力学性能测试及制品抗老化性能测试等宏观表征方法比较改性前后的PBS材料对熔融沉积成型制品性能的影响。
得出主要结论如下：首先,在异相结晶成核剂改性PBS中,无机成核剂纳米碳酸钙、有机羧酸盐类成核剂、镧系化合物均能对PBS起到成核结晶作用,有效提高其结晶温度,其中有机羧酸盐类成核剂效果最好。
结晶改性PBS能改善3D打印产品在成型中的翘曲度,实验结果表明,PBS材料喷头打印温度120℃,底板温度控制在85℃左右,有利于进一步改善其制品的翘曲度性能。
成核剂的加入对PBS熔融沉积成型制品的力学性能的影响呈现出了同注塑成型相似的规律,即针对PBS及添加成核剂改性的PBS熔融沉积成型制品而言,不同类型成核剂的加入能让PBS制品的拉伸强度和缺口冲击强度有所提高,而弯曲强度则下降。
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目可行性研究报告核心提示：聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目投资环境分析，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目背景和发展概况，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目建设的必要性，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）行业竞争格局分析，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）行业财务指标分析参考，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）行业市场分析与建设规模，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目建设条件与选址方案，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目不确定性及风险分析，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）行业发展趋势分析提供国家发改委甲级资质专业编写：聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目建议书聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目申请报告聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目环评报告聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目商业计划书聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目资金申请报告聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目节能评估报告聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目规划设计咨询聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目可行性研究报告【主要用途】发改委立项，政府批地，融资，贷款，申请国家补助资金等【关键词】聚丁二酸丁二醇酯（PBS）项目可行性研究报告、申请报告【交付方式】特快专递、E-mail【交付时间】2-3个工作日【报告格式】Word格式；PDF格式【报告价格】此报告为委托项目报告，具体价格根据具体的要求协商，欢迎进入公司网站，了解详情，工程师（高建先生）会给您满意的答复。
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可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前，对该项目实施的可能性、有效性、技术方案及技术政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
1、PBS 的结构、性能与应用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。
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。
2、PBS 的工业化生产2.1 国外PBS 产品早在上世纪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。
聚丁二酸丁二醇酯的降解研究
聚丁二酸丁二醇酯（Polycaprolactone diol，简称PCL）是一种聚
合物材料，由丁二酸和丁二醇制得。
PCL具有许多优异的物理和化学性质，如低熔点、可降解性、生物相容性和可塑性等，因此在许多领域得到广泛
应用，如医学领域、包装领域和复合材料领域等。
然而，PCL存在一定的降解问题。
PCL的降解可以通过生物降解和化
学降解两种方式进行。
生物降解是指PCL在生物体内被酶、菌或微生物降解，而化学降解是指PCL在特定的化学环境中发生降解反应。
除了生物降解外，PCL还可以通过化学降解来实现。
例如，通过酸性、碱性和氧化性条件下的水解反应，PCL可以被降解为低分子量的多巴内酯。
此外，通过氧化剂的作用，PCL也可以被氧化为低分子量的羧酸和酮。
化
学降解的条件和速率可以通过调节反应条件和添加催化剂来控制。
为了进一步提高PCL的降解性能，已经开展了一些改性研究。
例如，
通过引入共聚物、添加链传递剂和交联剂等方法可以改变PCL的化学结构
和物理性质，从而改变其降解特性。
此外，通过控制PCL的粒径和形貌等
微观结构特征，也可以影响其降解速率和方式。
总结来说，PCL的降解研究是一个复杂而又具有挑战性的课题。
通过
生物降解和化学降解两种方式，可以实现PCL的降解，从而应用于医学、
包装和复合材料等领域。
然而，如何控制和调节PCL的降解性能仍然是一
个亟待解决的问题。
因此，需要进一步研究PCL的降解机制和控制方法，
以提高其降解性能和应用前景。
聚丁二酸丁二酯的研究进展
徐久升
摘要：主要介绍了聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 的化学合成技术，包括直接酯化法、酯交换法和扩链法等的情况。
而且综述PBS 在改性技术方面( 包括PBS 基脂肪族共聚酯和PBS 基共混复合物等改性技术) 的进展。
最后展望了PBS 的应用和发展前景。
关键词：聚丁二酸丁二醇酯；合成；改性；应用
Research Progress of Poly(butylene succinate)
Xu Jiusheng
Abstract ：The chemical synthesis technology of poly(butylene succinate)(PBS)，include the direct esterification method，ester exchange method and chain extension method etc. were mainly introduced. The progress of PBS in modification technology(includingaliphatic copolyester based on PBS and PBS matrix composites etc modified technology) was also prospected. Finally，the present status of application and foreground in the research field was outlined.
Keywords ：poly(butylene succinate) ；synthesis ；modification ；application
目前，越来越多的高分子材料进入了生产和生活等各个领域，包括包装材料、医用材料、温室建筑、科学研究用特种装置、覆盖薄膜，航天设备和仪器、从工业领域到农业领域等均有应用，已成为现代社会生活中不可缺少的材料。
高分子材料由于原料来源丰富，品种繁多，综合性能优异、价格低廉、易成型加工等特性而用途广泛，因此在材料领域中的地位日益突出，增长最快。
高分子材料的发展历史虽然不足百年，但是发展却相当迅速，若按体积计，目前，其世界年产量已经超过金属类，成为最重要的材料品种之一。
另一方面，随着地球上石油资源的逐渐减少，这也迫使人类不断寻找一种新型且来源丰富的高分子材料来代替现在使用的由石油资源得到的高分子材料。
因此，越来越多新型高分子材料的使用，有效地降低了人类对日益减少的不可再生资源的依赖。
另外，这种以石油为基础合成的高分子材料，由于其优良的稳定性，导致了它在自然界中的分解时间过长或有的甚至根本不分解，其中含有的有毒有害物质对环境造成了严重甚至不可逆的污染，如残弃的塑料膜存在于土壤中阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低导致农作物减产；动物食用残弃的塑料膜后会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，这些都已经成为倍受关注的全球性问题，因此迫切需要研制对环境友好的由可再生资源制备的材料。
随着人们日益对环保问题的重视，可生物降解且具有良好经济性的聚合物材料引起人们极大的兴趣。
据统计，2012 年全世界可生物降解塑料的需求量达到28 万t，北美、欧洲、亚洲市场对生物降解塑料的需求量将以每年15% 的
速度增长，到2017 年需求量将达到55 万t／a。
生物降解聚合物中有一大类是脂肪族聚酯，这类聚酯的主要品种有聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA) 和聚羟基酪酸(PHB) 等。
在这些材料中，目前研究较多且已经有一定生产规模的是PLA，如美国卡基尔·道聚合物公司和日本的三菱树脂公司都有了较大规模的PLA 生产线。
PBS 于20 世纪90 年代进入材料研究领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型完全生物降解塑料研究的热点材料之一，与PCL，PHB，聚羟基脂肪酸酯(PHA) 等降解塑料相比，PBS 具有价格低廉、力学性能优异等特点；而与价格接近的PLA 相比，PBS 又具有加工方便，可适应目前常规的塑料加工工艺，耐热性能好的特点，其热变形温度可以超过100℃(PLA 的耐热变形温度只有60℃左右)。
而且PBS联系人：杨金明，硕士，工程师，主要从事高分子材料加工与改性工作。
合成的原料来源既可以是石油资源，又可以通过生物质资源发酵得到，因此引起了科技和产
业界的高度关注。
在这些可完全降解的脂肪族聚酯中，PBS 成为目前最具有产业化前景
的通用型降解塑料之一。
1PBS 的合成技术
脂肪族聚酯的合成方法有生物发酵法和化学合成法两种，但由于前者的生产成本较高，所以目前国内外一般采用化学合成法来生产PBS。
化学合成法可对产品进行分子设计，合成成本也较低，又包括直接酯化法、酯交换法和扩链法。
2PBS 的改性
PBS 是非常有前途的可生物降解高分子材料，有着优良的性质，比如生物降解性，熔融可加工性，耐热、耐化学药品性等，因此具有十分重要的理论研究与实际应用价值。
然而，在实际应用中由于PBS 为脂肪族直链结构聚酯，从而导致熔体强度过低，使得其稳定性及加工性达不到使用要求，不能用流延、吹塑等工艺进行成型加工，这大大阻碍了PBS实际应用。
另外，由于PBS 的价格较贵，这也在一定程度上限制了它的应用。
因此有必要采用各种方法对其进行改性并降低其生产成本，这就成为研究的热点。
3PBS 的应用
PBS 作为一种生物可降解高分子材料具有无毒、可生物降解及生物相容性较好等优点，具有极为广泛的用途。
PBS 力学性能十分优异，接近聚丙烯和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料；耐热性能好，热变形温度接近100℃，改性后使用温度接近100℃，可用于制备冷热饮包装和餐盒，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点；加工性能非常好，可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的，同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品；PBS 可用于缓释农药和肥料，此外还可以制成渔网、可降解农用地膜，和移植植物用的一次性器皿等。
利用其可降解性制成可降解包装材料主要有垃圾袋、食品袋、各种瓶子和标签等。
还可以利用PBS 的可生物降解性，作为药物的载体植入体内，在药物释放完之后不需要再经手术将其排出，可以减少用药者的痛苦和花费。
PBS除了可以用作药物释放载体，还可用于软组织修复和组织工程支架材料等生物医药领域，这类研究还在进行中。
PBS 生产可通过对现有通用聚酯生产设备稍作改造即可进行。
目前国内聚酯设备产能严重过剩，改造生产PBS为过剩的聚酯设备提供了新的用途。
另外，PBS 只有在堆肥、水体等特定微生物条件下才发生降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。
4结语
PBS 作为重要的生物可降解材料之一，其应用价值已经获得了认可，现在研究热点主要集中在创新合成途径、改进生产工艺以提高PBS 聚合物的分子量；对PBS 进行改性或与其它材料复合制成综合性能优异的复合材料；寻找价格低、来源广的填料，降低产品的成本等方面。
目前，在PBS 的某些应用研究领域还存在局限，如不同研究者提出的观点存在着较大的矛盾，且基础理论还需要进一步的完善。
随着研究的深入，PBS 的综合性能将不断得到提高，而其制品的价格将大大降低，并逐渐取代传统塑料，实现可持续发展。
