聚丁二酸丁二醇酯的性质及应用

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]。

pbat化学文摘号Pbat化学文摘号是什么？PBAT 是一种环境友好型的材料，全称为聚丁二酸丁二醇酯(Polybutylene Adipate-Co-Terephthalate)。

是由1,4-丁二醇和己二酸以等摩尔比反应，生成聚己二酸丁二酯基础上，加入对苯二甲酸酯产生嵌段聚合，注入适量单宁族环氧化合物，再进行再结晶和加工而形成的。

PBAT 由于具有良好的高温稳定性、机械强度、耐久性、柔韧性、低温性能及热熔融性等优异特性，因此被广泛应用于包装、建筑及纺织行业中。

PBAT 能够被微生物降解和生物降解所属的可生物降解材料。

它具有优异的可降解和可合成性质，使其成为回收可塑性材料的一个重要替代品。

PBAT化学文摘号是在化学文摘数据库中的注册号码，是对一种材料的唯一标识和说明。

PBAT材料的文摘号是“CAS Register Number: 25540-83-6”。

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个人收集整理仅供参考学习
可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的制备技术
技术简介
目前使用的一次性聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，在自然界中很难降解，已造成了严重的白色污染。

因此，合成在自然环境中能够降解的聚合物材料，已经成为当前研究的热点之一。

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的熔点为113℃，性能介于聚乙烯、聚丙烯之间。

目前高分子量PBS的制备主要采用直接缩聚法，需要很高的真空度（0.2mmHg 以下），在工业化中存在较大困难，对设备要求高。

本技术建立了一种缩聚-扩链法，先以丁二酸与丁二醇进行熔融缩聚，制备特性粘度在0.5以下的PBS预聚体，再经扩链，获得特性粘度在0.7～1.0dL/g之间的PBS。

这种方法原料配比较易控制，所需设备较为简单，不需要太高的真空度，便于工业化推广。

技术指标
PBS外观：无色或淡黄色固体；
特性粘度：0.7～1.0 dL/g；
熔点：112～115℃。

应用范围
可用做生物降解地膜、食品包装材料，汽水、可乐、洗发水瓶，以及纸质食品包装盒的可降解涂层，可降解热溶胶等。

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聚丁二酸丁二醇酯的合成聚丁二酸丁二醇酯是一种重要的高分子材料，具有广泛的应用前景。

它可以用于制备塑料、涂料、纤维和医疗材料等。

本文将介绍方法。

通常采用缩聚反应。

首先，需要准备丁二酸和丁二醇这两种原料。

丁二酸是一种有机酸，可以通过氧化丁烯得到。

而丁二醇则可以通过丁烷的氢氧化反应制得。

在实验室中，可以通过将丁二酸和丁二醇溶解在有机溶剂中，加入适量的催化剂，并在适当的温度下进行反应，合成聚丁二酸丁二醇酯。

催化剂的选择对反应的效果有着重要的影响，常用的催化剂有碱式催化剂和酸式催化剂。

在反应过程中，丁二酸和丁二醇会发生酯化反应，产生聚合物。

酯化反应是一种酸催化的缩聚反应，通过酸催化剂的作用，丁二酸和丁二醇中的羟基和羧基发生反应，形成酯键，并释放出水分子。

随着反应的进行，聚合物分子链不断增长，最终形成高分子聚合物。

在实际合成过程中，需要控制反应的时间、温度和催化剂的用量，以获得所需的聚丁二酸丁二醇酯的分子量和性质。

分子量的控制对于高分子材料的性能有着重要的影响。

此外，还可以通过改变丁二酸和丁二醇的摩尔比例来调节聚合物的结构和性质。

聚丁二酸丁二醇酯的合成方法多样，可以根据具体需求进行选择。

除了缩聚反应外，还可以采用其他方法，如环化聚合、开环聚合和共聚合等。

这些方法可以通过改变反应条件和原料的选择，来获得不同结构和性质的聚丁二酸丁二醇酯。

总之，聚丁二酸丁二醇酯是一种重要的高分子材料，其合成方法多样。

通过合理选择原料、催化剂和反应条件，可以获得所需的聚丁二酸丁二醇酯，并调控其分子量和性质。

聚丁二酸丁二醇酯的合成方法的研究对于推动高分子材料的发展具有重要意义。

PBS的改性与应用聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是一种优异的生物降解材料，其用途极为广泛，可用于包装、餐具、农用薄膜、生物医用高分子材料等领域。

与聚己内酯（PCL）、聚（3-羟基丁酸酯）（PHB）等降解塑料相比，PBS价格低廉，且综合性能良好，能与多种助剂和材料进行改性聚合，具有广阔的应用前景。

PBS通常以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料进行化学合成，也可通过含有纤维素、葡萄糖、果糖、乳糖等可再生农作物产物，经生物发酵途径实现绿色循环生产。

改性PBS的加工性能是目前降解塑料中最好的，几乎可在现有通用塑料加工设备上进行各类成型加工[1]。

同时可以将大量碳酸钙、淀粉等廉价填料与PBS共混，以降低成本。

1、PBS的合成工艺自从Lathers首次合成PBS以来，PBS的合成工艺得到了迅速的发展，而以化学合成法的应用最为广泛。

其中化学合成法又可分为溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法[2]。

作为线性脂肪族聚酯，PBS也可采用生物发酵法进行合成【3】，但由于其成本较高，很难得到推广。

2、PBS的改性PBS具有良好的生物降解性能，但其加工温度较低，最终制得的PBS分子量低、黏度低，力学性能不能与通用塑料相比。

另外，PBS价格昂贵，也导致其应用受到了限制。

因此，对PBS进行改性势在必行，PBS的改性方法如下：2.1 共混改性将聚酯（如PET、PBT）、淀粉、聚乳酸（PLA）等材料与PBS进行共混，可提高PBS的力学性能并降低其生产成本。

2.1.1 淀粉/PBS 共混淀粉的加入可提高PBS的弹性模量，且淀粉对环境友好，属于可生物降解材料。

淀粉/PBS共混物综合性能好，但其两相相容性较差。

酒永斌、姚维尚、王晓青等[3]的研究表明：在淀粉/PBS共混物中加入马来酸酐（MAH），采用“一步法”挤出工艺，可以提高体系的相容性。

当MAH的含量为PBS的1%时，共混物的冲击强度提高了143%，拉伸强度提高了94%。

与纯淀粉体系相比，淀粉/PBS共混物的防水性得到很大提高。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备技术及应用前景分析论文1聚丁二酸丁二醇酯（PBS）综述1.1聚丁二酸丁二醇酯（PBS）定义聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为一种新型塑料材料，结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反应后形成的酯，分子式为：HO-[CO-（CH2）2-CO-O-（CH2）4-O]n-H，具有生物降解性优异、用途广泛等特点，常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。

与其他降解型塑料相比，PBS的成本低、性能良好，能非常好地与其他不同材料进行有效聚合，因此其工业应用前景非常广阔，具有很好的市场与经济价值。

研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料，通过一系列化学反应而合成。

经过多年的科学实验与工业声场，PBS的加工性能已经比较成熟，可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。

此外，PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混，以此来以降低生产质保成本。

研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）塑料除了具有普通塑料的性能外，同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点，是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。

具体来说，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能主要表现在以下四个方面：1.3聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的上述性能，使它具有非常广的应用范围。

1.3.1聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛应用于包装领域，主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。

1.3.3由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有生物相容性与可降解性等特点，从而广泛应用于医疗行业，如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。

2聚丁二酸丁二醇酯（PBS）应用的合成工艺化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）合成中的应用最广泛，主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。

此外，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）也可采用生物发酵法进行合成，但其成本较高，应用范围不广。

一、项目背景与目的聚丁二酸丁二醇酯是一种多功能的聚合物材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料、纺织、医药、农药和化妆品等领域。

该项目的目的在于建立年产2万吨聚丁二酸丁二醇酯的生产线，并评估其可行性。

二、市场分析聚丁二酸丁二醇酯是目前市场上需求量最大的聚酯之一，随着塑料和纺织行业的发展，对该产品的需求量不断增加。

目前，国内聚丁二酸丁二醇酯市场几乎完全依赖进口，市场空白巨大。

随着国内经济的增长和消费升级，预计未来几年这一市场需求将持续增加。

三、技术要点1.原料准备：通过反应将丁二酸和丁二醇进行酯化反应，得到聚丁二酸丁二醇酯。

原料的选取和准备对产品的质量和成本具有重要影响。

2.反应工艺：在适宜的温度、压力和催化剂的作用下，进行酯化反应。

反应过程中需要进行反应控制和产品纯化等操作，以确保产品质量。

3.生产设备：主要设备包括反应釜、蒸馏设备、过滤设备和干燥设备等。

设备的选型和设计直接关系到生产效率和产品质量。

四、投资估算根据项目规模和技术要求，初步预估该项目总投资约为2000万元。

包括土地购置、厂房建设、设备采购、生产线调试等方面。

五、经济效益分析1.市场前景：根据市场需求和定价情况，预计项目投产后，年销售收入可达到5000万元以上。

2.成本分析：主要包括原料成本、能源消耗、人工成本和设备维护成本等方面。

根据初步分析，预计年成本为3000万元左右。

3.盈利分析：预计项目投产后，年利润约为2000万元，投资回收期为5年左右。

六、可行性分析1.市场需求潜力大。

聚丁二酸丁二醇酯市场需求量大且增长迅速，项目具有市场竞争力。

2.技术成熟度高。

聚丁二酸丁二醇酯的生产技术成熟，项目可行性较高。

3.投资回报期合理。

项目投资回报期约为5年左右，经济效益较好。

综上所述，年产2万吨聚丁二酸丁二醇酯项目具有较好的市场前景和经济效益，可行性较高。

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。

医用生物课降解型高分子材料1.聚己内酯（PCL）这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。

分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。

作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。

2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。

日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。

目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。

3.聚乳酸（PLA）美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。

日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。

我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。

4.聚羟基烷酸酯(PHA)目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。

目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。

1 晶体结构PLA其主要合成方法有2种：乳酸的缩聚和丙交酯的开环聚合。

常用的高效催化剂为无毒的锡类化合物(如氯化锡和辛酸亚锡)。

乳酸或丙交酯在一定条件下聚合，都可得到全规、间规、杂规及不规则的PLA，依聚合单体的不同，可分为左旋聚乳酸(Z—PLA)、右旋聚乳酸(d—PLA)、内消旋聚乳酸(me—PLA)及外消旋聚乳酸(df—PLA)。

PLA只要PLA的立体规整度足够高，本体或溶液中的PLA就会结晶。

PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等) 。