一种脂肪-芳香族共聚酯的降解性能.pdf

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1、研究与开发合CHI成NA树SY脂NTH及ET塑IC料RE，SIN20A13，30(1)：43NDPLASTICS一种脂肪一芳香族共聚酯的降解性能陈锡荣，祝桂香，张伟，闰一凡(中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，北京市100013)摘要：以l，4一丁二醇、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。

2、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。关键词：聚酯脂肪族芳香族生物降解中图分类号：TQ323．4文献标识码：B文章编号：1002—1396(2013)叭一0043—05自20世纪50年代以来，快速发展的高分子材1实验部分料工业给人们生活带来便利，但大量不可降解的1．1原料塑料废弃物造成了“白色污染”和对生态平衡的对苯二甲酸二甲酯(DMT)，化学纯，北京兴破坏。20世纪70年代，世界各国科学家将研究开

3、津化工厂生产；1,4一丁二醇(1，4一BD)，分析纯，北发的重点转向生物降解高分子材料，由于脂肪族京益利精细化学品有限公司生产；己二酸(AA)，聚酯容易水解，因此脂肪族聚酯的研发在很多方分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产；钛酸四面取得了进步，一些脂肪族生物降解材料『如聚羟丁酯，化学纯，北京化学试剂公司生产；稀土催化基丁酸酯、聚己内酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二酯剂，自市0。(PBS)1已实现商品化『】】，但这些脂肪族聚酯在力1．2共聚酯的合成学性能或加工性能等方面尚不能完全满足实际要一种典型组成的P(BA—BT)的合成过程是：求ll’，限制了其进一步的发展。而芳香族聚酯『如将97．1g(

4、0．5too1)DMT，144．2g(1．6mo1)1,4一BD聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二和定量稀土一钛催化剂依次加入NsoomL三口瓶酯(PBT)1力学性能良好，也易于加工，被广泛应中，将混合物搅拌并加热，至160℃下酯交换反应用于制造纤维、膜和瓶，但芳香族聚酯产品难以2．0～3．0h；待反应生成的甲醇完全蒸出后，将73．1g自然降解。Edge等估算PET在环境中的寿命为(0．5mo1)AAJJI1人到反应混合物中，将温度升到16～48年，至今也没有观察到微生物对芳香族聚180℃，继续酯化反应约3．5h；当反应生成的水完酯(~I3PET，PBT)有任何明显的直接

5、降解]。2O全蒸出后，开始缓慢抽真空，将反应温度升到世纪8O年代后，世界上一些大公司为了改善脂265oC进行缩聚合；同时移出过量的1，4一BD，逐步肪族聚酯材料盼l生能，开始在脂肪族聚酯中引入将真空度提高~lJ60Pa以下并反应8．0h，得到缩聚一定量的芳香链段，合成了一些新型的脂肪族一芳香族共聚酯，该类共聚酯既具有较好的力学性收稿日期：2012—08—07。能，又可以在一定条件下生物降解。修回日期：2012—11一O1。本研究根据专利l8⋯，采用稀土一钛催化剂合作者简介：陈锡荣，1973年生，博士，成了聚己二酸丁二酯(PBA)及其与对苯二甲酸高级T程师，2000年毕业于北京化工大学

6、工业催化专业，现主要从事油田丁二酯(BT)的共聚酯[P(BA—BT)][结构式见式化学品和高分子材料的合成及性能研(1)1，研究了所制共聚酯的性能和生物降解性。究-=【作。联系电话：(010)59202503；-~o(cn2)4OOC(CH2)4COO-~(CH2)4ooc~／)cook(1)E—mail：chenxr．bjhy@sinopec．corn。合成树脂及塑料2013年第30卷产品。将产品用氯仿溶解、过滤，再用甲醇沉淀表1聚酯和P(BA—BT)的性能Tab．1Propertiesofthepolyestersandpoly(butylene滤液，过滤，并多次使用去离子水洗涤

7、滤物，再将adipate—butyleneterephthalate)滤物真空干燥24．0h，即得纯P(BA—BT)产品。1．3分析测试采用美国Waters公司生产的208型凝胶渗透色谱仪测试试样的相对分子质量及其分布，以聚苯乙烯作标样。采用瑞士Bruker公司生产的AV一300型300MHz核磁共振波谱仪表征共聚酯的结构，氘代氯仿作为溶剂，以四甲基硅烷作内标，扫描8次。共聚酯的熔点采用美国PE公司生产的Pyris一1型差示扫描量热仪测定，N气氛，把约5m