PBS基可生物降解嵌段共聚酯.ppt

聚丁二酸丁二醇酯（pbs）基降解塑料的研究報(bào)告,報(bào)告人：鄭柳春,tel:010-6256002913910436604e-mail:hubeizlc,中國科學(xué)院化學(xué)研究所,報(bào)告內(nèi)容,引言和pbs的介紹pbs和聚丁二酸1,2-丙二醇酯（pps）嵌段共聚酯（pbs-b-pps）pbs和聚對苯二甲酸1,2-丙二醇酯（ppt）嵌段共聚酯（pbs-b-ppt）,高分子材料,1.引言和pbs的介紹,高分子材料20世紀(jì)最偉大的發(fā)明,嚴(yán)重的白色污染,傳統(tǒng)塑料,應(yīng)用及其廣泛,給生活帶來便利,填埋,焚燒,回收利用,產(chǎn)生有害氣體,污染土壤,治理,成本高,難度大,1.引言和pbs的介紹,不能生物降解,高分子材料20世紀(jì)最差勁的發(fā)明,如何從根本上解決白色污染問題？,大力研究和開發(fā)生物降解材料,1.引言和pbs的介紹,生物降解塑料是指使用中保持和現(xiàn)有塑料相同程度的功能，使用后能為自然界所分解的塑料。,歐盟：全面禁止非降解塑料用于包裝材料。我國：限塑令,為生物降解材料提供了契機(jī)和政策保證生物降解材料前途十分廣闊,脂肪族聚酯,聚碳酸酯,聚酰胺,脂肪族/芳香族共混,化學(xué)合成型：,加工困難,強(qiáng)度不高,降解較慢,部分降解,降解性能優(yōu)良,最重要的降解材料,天然高分子型：淀粉、纖維素等,生物降解材料的分類,生物降解材料普遍存在的問題,1.力學(xué)性能差2.熱穩(wěn)定性和耐熱性能急需提高3.加工性能不夠好4.成本較高,1.引言和pbs的介紹,低成本化、高性能化是生物降解塑料的發(fā)展方向,聚丁二酸丁二醇酯（pbs）,優(yōu)點(diǎn)1.相對較高的熔點(diǎn)2.優(yōu)異的力學(xué)性能3.加工性能4.成本較低5.用途廣泛,最具有產(chǎn)業(yè)化前景的生物降解塑料之一,1.引言和pbs的介紹,pbs性能的缺點(diǎn),1.強(qiáng)度不夠高，韌性不夠好2.結(jié)晶度過高，生物降解速度較慢3.熱穩(wěn)定性能需要提高,pbs的改性成為研究開發(fā)熱點(diǎn),1.引言和pbs的介紹,pbs的改性方法,共聚,共混,納米復(fù)合,pbs的共聚改性,共聚改性從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，可以合成出各種結(jié)構(gòu)新穎、性能可調(diào)的高分子材料。較其它方法它具有更大的靈活性和廣泛性,1.引言和pbs的介紹,pbs共聚改性,引入芳香族的共聚單元,主鏈引入：提高某些力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能嚴(yán)重影響降解速度,側(cè)鏈引入：可加快降解拉伸強(qiáng)度和熔點(diǎn)嚴(yán)重下降,目的：提高力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能降低成本,芳香族,脂肪族,1.引言和pbs的介紹,引入脂肪族的共聚單元,目的：提高其生物降解速度降低成本,優(yōu)點(diǎn)：可以提高生物降解速率和抗沖性能缺點(diǎn)：使拉伸強(qiáng)度和熔點(diǎn)嚴(yán)重下降,原因：酯交換反應(yīng)-結(jié)構(gòu)無規(guī)化1.結(jié)晶度下降2.結(jié)晶性鏈段的系列長度變短,引入脂肪族聚酯,聚酯,1.引言和pbs的介紹,嵌段共聚物,鑒于嵌段共聚物優(yōu)異的性能，我們旨在制備聚酯-聚酯型嵌段共聚物,性能優(yōu)異,熔點(diǎn)下降很少,1.引言和pbs的介紹,1，2-丙二醇,我們打算引入無定形的1，2-丙二醇基聚酯軟段提高pbs沖擊性能和生物降解性能，降低成本,打算以嵌段共聚的方式引入1，2-丙二醇基聚酯軟段,毒性低,生物合成,分子結(jié)構(gòu)不對稱,非晶的無定形的聚酯,1.引言和pbs的介紹,環(huán)境友好,價(jià)格低,3000元/噸,降低成本,提高性能,pbs-b-pps的結(jié)構(gòu),2.pbs和聚丁二酸1,2-丙二醇酯（pps）嵌段共聚酯（pbs-b-pps）,2.pbs-b-pps,共聚酯的優(yōu)點(diǎn),熔點(diǎn)高,成本低,性能優(yōu)異,高韌性,高強(qiáng)度,力學(xué)性能優(yōu)異,性能可調(diào),降解性能,力學(xué)性能,2.pbs-b-pps,2.pbs-b-pps嵌段共聚酯,2.1實(shí)驗(yàn)室研究成果2.1.1結(jié)構(gòu)表征2.1.2性能2.2200l釜的放大生產(chǎn)結(jié)果,核磁碳譜圖,共聚物具有規(guī)則的系列結(jié)構(gòu),嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)表征,2.pbs-b-pps,共聚物和均聚物的分子量和分子量分布,a.分子量和分子量分布。,嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)表征,2.pbs-b-pps,共聚物和均聚物的熱性能,pps的引入使嵌段共聚物的熔點(diǎn)下降較少，共聚物具有較高的熔點(diǎn),2.pbs-b-pps,力學(xué)性能,共聚物具有優(yōu)異的抗沖性能和較好的拉伸性能，20-25-10的沖擊強(qiáng)度超過了pbs的19倍，同時(shí)拉伸強(qiáng)度沒有下降,2.pbs-b-pps,生物降解性能,失重曲線,2.pbs-b-pps,小結(jié),(一）成功合成了具有規(guī)則序列結(jié)構(gòu)的pbs-b-pps嵌段共聚酯。(二）嵌段共聚物具有較高的熔點(diǎn)，這是因?yàn)楹铣傻木酆衔锞哂幸?guī)則的系列結(jié)構(gòu)。pps鏈段的引入幾乎沒有降低聚合物的熔點(diǎn)，而增加pbs鏈段的鏈長使聚合物的熔點(diǎn)升高。(三）嵌段共聚物具有高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)點(diǎn)，無定形的pps鏈段有效地提高了聚酯的沖擊強(qiáng)度。共聚酯的沖擊強(qiáng)度可達(dá)pbs的19倍以上而拉伸強(qiáng)度還略有提高。（四）嵌段共聚酯具有較好的生物可降解性。,2.pbs-b-pps,共聚酯色澤,pbs-b-pps200l釜中試的生產(chǎn)結(jié)果,2.pbs-b-pps,400萬技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi),共聚酯的熱性能,pbs-b-pps共聚酯的熔點(diǎn),放大生產(chǎn)結(jié)果,2.pbs-b-pps,共聚酯的力學(xué)性能,2.pbs-b-pps,放大生產(chǎn)結(jié)論,（一）成功實(shí)現(xiàn)了pbs-pps共聚酯200l釜的中試生產(chǎn)。（二）生產(chǎn)的共聚酯粒料色澤較好，顆粒均勻。（三）生產(chǎn)的共聚酯的性能優(yōu)異，明顯優(yōu)于國內(nèi)外大公司所生產(chǎn)的pbs相關(guān)產(chǎn)品的性能，具有高強(qiáng)度、高韌性的優(yōu)點(diǎn)。,2.pbs-b-pps,打算投入年產(chǎn)10萬噸的生產(chǎn)線,3.聚丁二酸丁二酯與聚對苯二甲酸1，2-丙二醇酯嵌段共聚酯（pbs-b-ppt),巴斯夫的產(chǎn)品聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯pbta的綜合性能好，但是其共聚單元為對苯二甲酸丁二醇酯，可以結(jié)晶，且熔點(diǎn)高，這就降低了共聚物的降解性能,ppt鏈段剛性，但是非晶，將其與pbs共聚有望不大幅度降低其生物降解性能的同時(shí)提高pbs的力學(xué)性能，并降低成本,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的熱性能,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的力學(xué)性能,628%,64%,3.pbs-b-ppt,pbs-b-ppt的生物降解性能,3.pbs-b-ppt,1.ppt含量為10%的時(shí)候，聚合物的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值，比純的pbs高出11倍。同時(shí)其拉伸強(qiáng)度也提高了40%。2.ppt10的各項(xiàng)力學(xué)性能均超過了pps10，ppt5的力學(xué)性能非常優(yōu)異，與pbs相比，沖擊強(qiáng)度提高了628%，拉伸強(qiáng)度提高了64%。3.ppt的引入降低了聚合物的結(jié)晶性能和生物降解性能。,小結(jié),3.pbs-b-ppt,相關(guān)工作的專利申請情況,1.鄭柳春,李春成,張棟,管國虎,肖耀南。一種可生物降解聚酯-聚酯多嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。發(fā)明專利,申請?zhí)枺?00810118233.6。鄭柳春,李春成,張棟,管國虎,肖耀南。一種可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。發(fā)明專利,申請?zhí)枺?00910092100.0。王晉，鄭柳春，李春成。可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01110140094.9。,我們研究開發(fā)的其它項(xiàng)目,1.聚碳酸丁