pbs合成與改性課件

聚丁二酸丁二醇酯的制備

及化學改性指導老師：曹堃申屠寶卿學生：周磊徐磊

2011.1.6ContentsIntroduction1Synthesismethodandtechnology2Modification3Conclusion

andprospect4Introduction聚丁二酸丁二醇酯，英文全稱為Poly(butylenesuccinate)，簡稱PBS。它是一種典型的脂肪族聚酯。脂肪族聚酯由于其生物降解性和經(jīng)濟性，已成為國內(nèi)外研究的熱點。PBS同時也是一種新型的可生物降解高分子材料，其降解與應(yīng)用的研究始于20世紀90年代。對于環(huán)境友好材料和生物材料而言，PBS基降解材料的制備與應(yīng)用系新興的研究領(lǐng)域。同時，合成PBS的主要原料1,4-丁

二酸和1,4-丁二醇不僅可以由石油

化工路線得到，可以由煤化工路線

和生物發(fā)酵的途徑得到，因此更具

環(huán)保意義和經(jīng)濟價值。

Synthesis脂肪族聚酯的合成方法理論上有生物發(fā)酵法和化學合成法兩種方法，PBS的合成絕大部分使用的是化學合成法?；瘜W合成法叉包括直接酯化法和酯交換法。多數(shù)采用直接聚合的方法。在酯化過程中所用的催化劑主要有鈦酸酯類、對甲苯磺酸等。Synthesis直接酯化法以丁二酸和丁二醇直接縮聚得到PBS，其合成方法由兩步完成:先在較低的反應(yīng)溫度下將二元酸與過量的二元醇進行酯化，形成端羥基預聚物;然后在高溫、高真空和催化劑的存在下脫除二元醇，得到PBS聚酯Synthesis

酯交換反應(yīng)法二元酸二甲酯與等量的二元醇，在催化劑存在下，高溫、高真空脫甲醇進行酯交換反應(yīng)得到PBS聚酯synthesistechnology

熔融縮聚法目前普遍采用的是熔融縮聚法，即是兩步合成法。首先在一定的溫度下將丁二酸和丁二醇酯化，隨后加入催化劑，在高真空下，采用更高的溫度進行縮聚反應(yīng)。synthesistechnology

溶液縮聚法溶液縮聚法是使用不同的溶劑，在一定的溫度下反應(yīng)一定的時間讓溶劑帶走一部分水，丁二酸和丁二醇完成酯化，采用更高的溫度進行縮聚反應(yīng)。synthesistechnology

熔融溶液相結(jié)合

中國科學院上海有機化學研究所在PBS共聚酯合成時使用了溶液與熔融相結(jié)合的方法，甲苯作溶劑，先溶液法酯化了24h，蒸出甲苯，加入催化劑，再在高溫高真空下熔融縮聚得到分子質(zhì)量高的共聚物，但反應(yīng)時間太長，可進一步研究改進。ModificationPBS是一種可商業(yè)化利用的脂肪族熱塑性聚酯，有著優(yōu)良的性質(zhì)，比如生物降解性，熔融可加工型，耐熱耐化學性。但是PBS的其他一些性質(zhì)不利于應(yīng)用，比如：剛性差，氣體阻隔性差，熔融之后粘度大對于后處理不利等。因此，有必要對PBS進行改性。PurposesofModification改性目的降低熔融粘度降低易燃性提高耐熱性適當?shù)纳锝到庑越档蜌怏w穿透性高模量MethodsofModification共聚改性共混改性其他改性方法改性方法Modification原料與催化劑分子量性能備注丁二酸，丁二醇己二醇，Sncl2Mn78912Mw252992熔點114℃，特性粘度175mg/L,拉伸強度37.5Mpa，斷裂伸長率354.5%，結(jié)晶度56.2%十氫萘作溶劑，催化劑為憎水性，不容易失活。丁二酸，丁二醇7-octene-1,2-diol,催化劑為titanium(IV)butoxideMn2.81*104Mw1.43*104Tg-37.8℃,熔點114.5℃，DHm為86.9（J/g）—丁二酸，丁二醇，甲基丁二酸，催化劑為鈦酸四丁酯—PBSM-10的Tg為36℃，熔點為117℃，結(jié)晶度為59.7%Tg隨甲基丁二酸增加而下降富馬酸（BF），丁二酸，丁二醇，催化劑為四異丙氧基鈦Mn為0.65萬至1.9萬PBF的熔點為139℃隨著聚合物中BF含量的增加，聚合物的熔點增加對苯二甲酸二甲酯，丁二酸，丁二醇，ARCOS,聚乙二醇1000催化劑為鈦酸四丁酯和醋酸鎂，抗氧劑Irganox1010及Irgafon168Mn為4.75萬Mw為6.23萬特性粘度為1.66dL/g。彈性模量為22.19Mpa，斷裂伸長率為671.78%，拉伸強度為16.71MPa。當PBS摩爾含量小于40%時，隨MPBS增加，材料彈性模量，斷裂強度，及屈服強度逐漸下降，而斷裂延伸率增加約1.5倍。PBS共聚改性示例ModificationPBSPBS的共聚物多羥基丁酸鹽聚乳酸淀粉兩種聚合物的共混是改善材料性能的一種很有前景的方法。將PBS與普通高分子材料共混可提高PBS的機械性能，并能降低成本。共混改性Modification改善力學性能，提升彈性模量和屈服強度降低斷裂伸長率輻射交聯(lián)1提高拉伸性能和柔韌性，降