PBS及其共混物降解性能研究.pdf

1、近幾十年來，由于傳統(tǒng)塑料的廢棄物帶來了嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)荷，開發(fā)環(huán)境友好的降解性高分子材料成為解決環(huán)境污染的重要途徑之一，生物可降解高分子材料越來越受到人們的關(guān)注。脂肪族聚酯因其具有顯著的生物降解性，良好的生物相容性而成為研究的熱點(diǎn)。和其它脂肪族聚酯相比，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有良好的生物降解性和機(jī)械加工性，被認(rèn)為是最有可能取代聚乙烯和聚丙烯的綠色環(huán)保型高分子材料。但是，PBS的物理性能難以滿足各種需求，通過共聚和共混的方法對(duì)PBS進(jìn)行

2、改性來進(jìn)一步擴(kuò)大PBS的應(yīng)用范圍，并同時(shí)對(duì)其生物降解性、降解機(jī)理等方面進(jìn)行研究。
　　 本文通過一系列比例的可降解材料聚羥基丁酸酯（PHB）、聚己內(nèi)酯（PCL）對(duì)PBS進(jìn)行共混改性，并將共混物制成薄膜分別放入陜西當(dāng)?shù)赝寥琅囵B(yǎng)液和堆肥培養(yǎng)液中進(jìn)行微生物茲化反應(yīng)，精確稱量薄膜降解前后的質(zhì)量，計(jì)算試樣降解后的質(zhì)量損失率，以研究其生物降解性能。并通過萬能試驗(yàn)機(jī)、示差掃描量熱法（DSC）、紅外光譜法（FT-IR）、偏光顯微鏡（POM）、熱

3、失重（TGA）等方法對(duì)共混物的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、分子結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)等進(jìn)行了研究。
　　 1、PHB對(duì)PBS的共混改性及共混體系的降解性能研究
　　 將純化過的PBS、PHB按一定的比例共混，在平板硫化機(jī)中制備成熔融膜，然后剪成20mm×20mm的試樣，40℃條件下真空干燥24h。分別將試樣放入100g/L濃度的土壤培養(yǎng)液和100g/L濃度的堆肥培養(yǎng)液，脂肪族聚酯作為微生物食物的唯一來源。每隔10d取一次樣，降解周期為6

4、0d。
　　 結(jié)果表明，PHB與PBS僅發(fā)生共混，PHB的加入影響了共混體系的結(jié)晶度，隨著PHB添加量的增加，共混體系的結(jié)晶度隨之增大；PHB與PBS共混后，共混體系的兩相相互抑制結(jié)晶的成長；親水性增加；聚酯在共混過程中形成了氫鍵：共混體系的分解溫度Td隨著PBS含量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，提高了共混物的熱穩(wěn)定性。在堆肥培養(yǎng)液和土壤培養(yǎng)液中具有良好的降解性；PBS中加入可降解成分PHB，降解性能得到提高，且隨著PHB添加量的增加，

5、降解速度加快；聚酯在堆肥培養(yǎng)液中降解速度高于其在土壤培養(yǎng)液中的降解速度；降解后共混物的表面出現(xiàn)侵蝕痕跡和大的孔洞。
　　 2、PCL對(duì)PBS的共混改性及共混體系降解性能的研究
　　 將純化過的PBS、PCL按一定的比例共混，在平板硫化機(jī)中制備成熔融膜，然后剪成20mm×20mm的試樣，40℃條件下真空干燥24h。分別將試樣放入100g/L濃度的土壤培養(yǎng)液和100g/L濃度的堆肥培養(yǎng)液中，脂肪族聚酯作為微生物食物的唯一來源

6、。每隔10d取一次樣，降解周期為60d。
　　 研究結(jié)果表明，PCL與PBS發(fā)生了共混。PBS和PCL兩相在熔融共混過程中兩相間有氫鍵形成，在球晶生長過程中兩相間相互抑制；隨著PCL添加比例的增加，體系的結(jié)晶度先增大后減小，力學(xué)性能、親水性得到提高；相對(duì)于PBS，共混體系的熱穩(wěn)定性有所降低。PBS/PCL的共混體系在堆肥培養(yǎng)液中有良好的降解性能，在土壤培養(yǎng)液中具有降解性能；PCL的降解性能明顯好于PBS，共混聚酯的降解性能優(yōu)于P