PBS共混共聚改性研究进展.doc

(完整word版)PBS共混共聚改性研究进展(完整word版)PBS共混共聚改性研究进展(完整word版)PBS共混共聚改性研究进展1引言聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是优异的生物降解材料，其用途极为广泛，可用于包装、餐具、农用薄膜、生物医用高分子材料等领域。与聚己内酯(PCL)、聚（3—羟基丁酸酯)(PHB)等降解塑料相比，PBS价格低廉,且综合性能良好，能与多种助剂和材料进行改性聚合，具有广阔的应用前景。PBS通常以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料进行化学合成，也可通过含有纤维素、葡萄糖、果糖、乳糖等可再生农作物产物，经生物发酵途径实现绿色循环生产。然而PBS结晶度较高，达到40%-60％，［10］造成其生物降解速度较低，脆性高,延展性相对较差，使其应用领域也受到了限制.目前国内外学者通过多种途径对PBS均聚物进行改性，其中使用共混和共聚手段对PBS进行改性的方法倍受科技工作者的关注。[11-13］2PBS的共混改性PBS具有良好的生物降解性能，但其加工温度较低，最终制得的PBS分子量低、黏度低，力学性能不能与通用塑料相比。另外,PBS价格昂贵，也导致其应用受到了限制。共混改性可以通过加入无机填料或其他聚合物有效提高其热稳定性和机械性能，控制降解速率并降低材料的成本。①共混改性提高热稳定性热稳定性与材料的加工和使用密切相关，良好的热稳定性可以为加工提供较宽的温度范围，降低加工的难度。较好的热稳定性也可以加宽其使用温度，增加材料的适用范围。YiheZhang等人[1]制备了玄武岩纤维增强PBS复合材料，相比纯PBS，热稳定性有很大提高。材料的热变形温度和维卡软化点分别从82℃和96℃提高到114℃和109.1℃。如图1所示，其热变形温度在用纤维增强后，提升近40％，接近其熔融温度,拓宽了其使用温度范围。图1不同玄武岩纤维加入量与材料热变形温度及维卡软化点的变化关系XuemeiWang等人[2]以炭黑纳米粒子作为填料,填充PBS/PLA共混物,制备了三元纳米复合材料。由于炭黑优良的热稳定性,它的加入使材料的热变形温度有所提高。如表1所示，可以看出随着炭黑含量的增加，热变形温度有小幅度的升高。表1不同炭黑填充率下的三元系统的热变形温度并非所有无机填料的加入都会提高材料的热稳定性能。某些无机填料的加入对于PBS的降解有催化作用，会降低材料的热稳定性。ZhiyongWei[3］等人通过熔融混合方式制备了PBS/水滑石复合材料TGA分析表明，由于水滑石中Mg和Al的催化作用，使得PBS的热降解温度降低。可以看出，随着LDH加入量的增加，起始热分解温度明显降低。图2不同LDH加入量样品的TGA分析结果②共混改性提高拉伸强度及模量拉伸强度及拉伸模量是材料的重要机械性能指标，通过共混加入无机填料可以有效的起到增强作用，可以有效的提高拉伸强度及模量。YiheZhang等人[1］制备了玄武岩纤维增强PBS复合材料，其拉伸强度和拉伸模量均有大幅度的提高。从图3中可以看出，随着纤维加入量的增加，拉伸强度从31Mpa升高到45Mpa，提升了近50%，同时，拉伸模量也从280Mpa提升到1120Mpa.图3PBS/BF复合材料的拉伸强度及模量随纤维加入量的变化ZhiyongWei[3]等人用双螺杆挤出机制备了PBS/水滑石复合材料，在震荡剪切测试中，可以看出,材料的储能模量有明显的提升。如图4所示，是不同LDH含量样品的储能模量测试结果。图4不同LDH的储能模量测试结果③共混改性提高材料韧性材料的韧性是其重要的性能指标之一。断裂伸长率和冲击强度是表征材料韧性的两个重要指标.PBS通过与蛋白或其它聚合物共混可以有效地提高其断裂伸长率和冲击强度。PimingMa等人［4］以DCP为增溶剂制备了PHBV/PBS和PHB/PBS共混物材料。加入0。5wt％DCP的PHBV/PBS（80:20）样品，断裂伸长率从10％提高到400％，而Izod无缺口冲击韧性从10增加到50KJ/m2。从图5中可以看出，复合材料的断裂伸长率和冲击韧性有明显的提升。图5PHBV/PBS中PBS含量与断裂伸长率的变化关系MuraliM。Reddy等人［5]制备了塑化豆粉、PCL和PBS三元共混物。由于PCL具有较强的柔性,而且可以降低PBS的结晶度，随着PCL的加入材料的断裂伸长率增加.如图6中可以看到,随着PCL含量的增加，断裂伸长率明显上升。另外，豆粉/PCL共混物的断裂伸长率可接近600%.图6共混物的断裂伸长率[A:TSM—PBS;B：TSMPCL/PBS(10/90)；C：TSM-PCL/PBS（30/70）；D:TSM-PCL/PBS(40/60)；E：TSM-PCL/PBS（50/50);F：TSM-PCL]YiheZhang等人[1］玄武岩纤维增强PBS复合材料的研究中，也