PBS的共聚改性及降解性研究.pdf

1、近年來(lái)，脂肪族聚酯由于其生物可降解性已成為研發(fā)的熱點(diǎn)，其中聚丁二酸丁二醇酯（poly butylenes succinate，PBS）是一種典型的半晶質(zhì)的熱塑性塑料，因其具有較高的熔點(diǎn)、良好的熱穩(wěn)定性而備受青睞，具有十分重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為了擴(kuò)展PBS產(chǎn)品用途，克服和傳統(tǒng)塑料相比其價(jià)格仍舊偏高，生物降解速度受到降解環(huán)境的限制等，這些都在一定程度上限制了其作為全生物可降解材料和功能材料的應(yīng)用。本研究分別采用改變分子結(jié)構(gòu)，添加第

2、三組分共聚的方法來(lái)對(duì)PBS進(jìn)行改性，以達(dá)到提高其機(jī)械性能，控制降解速度的目的。
　　 本研究中以丁二酸、丁二醇為基礎(chǔ)原料，鈦酸正丁酯和醋酸鎂為復(fù)合催化劑，用直接酯化法合成PBS。從改變PBS分子末端基結(jié)構(gòu)入手，分別合成了羧基、羥基及氯封端的PBS，通過端基的改變對(duì)PBS進(jìn)行了化學(xué)改性。并通過紅外光譜（IR）、凝膠滲透色譜（GPC）、示差掃描量熱法（DSC）、熱失重（TGA）、力學(xué)測(cè)試、生物降解實(shí)驗(yàn)對(duì)其性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)定和表征。

3、結(jié)果顯示，自由封端的PBS、羧基、羥基及氯封端的PBS的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量都超過7萬(wàn)，分子量分布范圍較窄，端羧基和端羥基的PBS的生物降解性較普通PBS有所提高，控制端基的PBS具有較好的熱穩(wěn)定。
　　 從改變PBS分子的主鏈結(jié)構(gòu)入手，以丙三醇為中心分子，和端羧基的PBS反應(yīng)，合成三臂星形的支化PBS，探討化學(xué)結(jié)構(gòu)與熱學(xué)性能、力學(xué)性能及降解速度之間的關(guān)系，以達(dá)到改善力學(xué)性能和控制降解速度的目的。對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子質(zhì)量、黏度、

4、熱失重、力學(xué)性能和生物降解性能等參數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：三臂星形PBS具有較高的相對(duì)分子質(zhì)量，分子量分布范圍相對(duì)較寬，熔點(diǎn)較高，機(jī)械加工性能提高，降解速度加快。
　　 為了降低成本，同時(shí)不影響其使用性能，將1，2-丙二醇引入PBS分子主鏈中，采取熔融共聚的方法，合成了丁二酸丁二醇酯-丁二酸丙二醇酯共聚物（PBS-co-PPS）。結(jié)果表明：適量1，2-丙二醇的加入可以有效的改善其柔韌性，并且聚合物的降解性能有明顯提高。為了進(jìn)一步提

5、高共聚物的降解性能，在此基礎(chǔ)上將容易降解的六碳單元己內(nèi)酯引入到共聚物的分子主鏈上，合成了丁二酸丁二醇酯-丁二酸丙二醇酯-已內(nèi)酯共聚物（PBS-co-PPS-co-PCL）。并通過IR、GPC、DSC、TGA、X-射線掃描（XRD）、力學(xué)測(cè)試、生物降解試驗(yàn)研究了它們的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。結(jié)果表明：PBS-co-PPS和PBS-co-PPS-co-PCL兩種系列共聚物都具有良好的降解性能，PBS-co-PPS-co-PCL共聚物的降解速度更快