生物降解聚合物pbs共混改性研究

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1、生物降解聚合物PBS共混改性研究SRP2012082印雪吴生运张雪王美容一、国内外的研究现状随着环境污染的加剧，人们对于高分子材料的使用提出了更高的要求，在满足材料使用性能的同时，要求高分子材料对环境无污染。近年来，我国陆续出台了多项政策鼓励生物降解塑料的应用和推广。生物降解材料在“绿色化学”的大背景下，在我国发展迅速，而聚丁二酸丁二醇酯（PBS）由于其优异的性能在众多可生物降解材料中脱颖而出。国际上有日本三菱化学和昭和高分子公司开始了PBS工业化生产，年产在1万吨左右。国内已经有多家科研机构，如中国科学院理化技术

2、研究所工程塑料国家工程中心、清华大学高分子材料研究所等与企业合作的工业化产品问世。目前国内外对PLA/PBS共混体系的研究还不是很多，一般研究的内容为两种材料共混的相容性、共混物的形态及结晶行为、共混物的结构及性能、添加不同相容剂改善共混物的相容性等等。目前，国内几乎还没有报道过文献在共混体系中加入蒙脱土来改善力学性能和热性能的。外文文献有曾经在体系中加入反应性粘土（即有机试剂二次改性过的蒙脱土）蒙脱土来改善材料的力学性能。由于蒙脱土其独特的结构优势、来源广、价格低而成为制备聚合物／粘土纳米复合材料最重要的粘土矿物

3、之一。郑州大学的侯树家通过熔融共混的方法制备了一系列不同组分的共混物，并对其相容性、流变性能和力学性能进行了研究，确定一个有较好综合性能的基准组分，为下一步的改善相容性研究做基础。将亚磷酸三苯酯(TPPi)引入到共混体系中，研究了不同添加量对共混体系的相容性、结晶性能及力学性能的影响。引入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)对共混体系性能的影响。吕怀兴等在聚丁二酸丁二醇酯与聚乳酸共混型全生物降解材料的结构和性能研究中，通过机械共混法，使PBS、PLA熔融共混，制备了一种完全生物降解塑料。用红外光谱（FTIR）法、DSC（

4、DifferentialScanningCalorimetry）法、扫描电镜法（SEM）及力学测试等手段研究了不同组分配比情况下共混物的结构、热性能以及力学性能变化。并研究了聚丙撑碳酸亚丙酯(PPC)的加入对共混体系性能的影响。张敏、韩伟、李文清等在乳酸、己内酯对聚丁二酸丁二醇酯共聚改性的合成研究中，采用环境友好的有机钛催化剂，以不同摩尔比的乳酸、己内酯对PBS进行了共聚改性，得到了PBS-co-PCL、PBS-co-PLA二元无规共聚物和PBS-co-PCL-co-PLA三元无规共聚物。Mitsuhiroshib

5、ata采用熔融共混制得共混物，并进行注塑成型制得样条，对共混物的机械性能、形态和结晶行为进行研究。结果发现：PLA/PBS共混体系为不相容体系；添加PBS后，共混物有比纯组分的PLA和PBS更长的断裂伸长比，也即有效的提高了断裂伸长率；添加少量的PBS对PLA的等温结晶和非等温结晶(从熔融态降温结晶)及冷结晶(从玻璃态升温的结晶)的能力增强作用不明显。ChenGuangxin采用反应型粘土(TFC)对PLA/PBS体系进行增容共混，然后用热压法制得薄片，并对共混物的形态、相互作用参数、力学性能等进行研究。研究发现：

6、当添加TFC的量较少时，粘土全部呈片状并几乎全部位于PLA相中；当TFC的含量增加到0.5%时，分散相PBS的粒径尺寸几乎没改变，但随着TFC含量的继续增加，粘土开始分散到PLA和PBS相中，并且PBS相的粒径尺寸开始变小；通过Flory一Huggins方程计算组分间的相互作用参数，得出TFC与PLA的相容性比与PBS的相容性更好；添加TFC后，不仅可以改善共混物的断裂伸长率，而且增加了共混物的拉伸模量。一、主要研究方向主要研究方向是在共混体系中加入助剂，研究其性能改善。相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，

7、促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂。PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH等，应用在塑料改性中，得到性能很好的共混性材料。目前比较好的相容剂通常以马来酸酐接枝，马来酸酐单体和其它单体比较极性比较强，相容效果比较好。马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂。主要用于无卤阻燃、填充、玻纤增强、增韧，金属粘结、合金相容等，能大大提高复合材料的相容性和填料

8、的分散性，从而提高复合材料机械强度。目前，蒙脱土由于其独特的结构优势、来源广、价格低而成为制备聚合物／粘土纳米复合材料最重要的粘土矿物之一。三、实验结果预期PBS及其共聚物具有良好的力学性能和生物降解性，在环境保护和生物医用领域受到广泛关注，在全生物降解塑料中是最有发展前途的高分子材料之一。目前，都已经实现PBS的工业化，其产品主要应用于注塑领域，在食品应用