预览加载中，请您耐心等待几秒...

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业现状及技术进展.pdf

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共17页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业 现状及技术进展 1、PBS的结构、性能与应用 PBS的全称为聚丁二酸丁二醇酯，是一种脂肪族 聚酯，其结构单元为丁二酸与丁二醇形成的酯，其分 子式:HO-［CO-(CH)-CO-O-(CH 222 )-O］n-H，PBS分子链较柔软，且熔点较低。PBS于 4 20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为广泛推 广应用的通用型生物降解塑料研究的热点材料之一。 其优异性能主要表现在以下几个方面： (1)加工性能。PBS的加工性能非常好，可在通用加 工设备上进行注塑、挤出和吹塑等各类成型加工，同 时也可共混碳酸钙、淀粉等填充物，降低成本。 (2)耐热性能。PBS具有出色的耐热性能，是完全可 生物降解聚酯中耐热性能最好的品种，热变形温度接 近100℃，改性后可超过100℃，满足日常用品的耐热 需求，可用于制备冷热饮包装和餐盒。 (3)力学性能。与其他生物降解塑料相比，PBS力学 性能十分优异，具有与许多通用树脂如聚乙烯、聚丙 烯相近的力学性能。 (4)降解性能与化学稳定性。PBS在正常储存和使用 过程中性能非常稳定，只在堆肥、土壤、水和活化污 泥等的环境下会被微生物和动植物体内的酶分解为 二氧化碳和水。 -1- 由于PBS有上述良好的性能，使它在很多方面都 有着非常重要的用途。首先它可用于包装领域，主要 有垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子和标签等。由于 PBS良好的成膜性，另一个重要应用是作为农林业中 的农用薄膜，以及各种种植用器皿和植被网等。其次， 在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等还能制成各种成型制 品，被用于日用杂品。与PET类似，PBS还可作为 纺织材料纺丝加工。此外，由于具有生物相容性和可 降解性，PBS还可应用于医用制品中的各种人造材料 如人造软骨、缝合线、支架等。 2、PBS的工业化生产 2.1国外PBS产品 早在上世纪30年代，Carothers就已经成功制 备出了PBS，但由于受当时工艺条件的限制，制得的 PBS分子量小于5000，无法用作实际材料。直到上个 世纪90年代，随着人们对脂肪族生物降解材料的研 究逐渐深入，满足实际应用要求的高分子量的PBS才 被开发成功。日本昭和高分子公司于1993年建立了 一套年产3000吨PBS及其共聚物的半商业化生产装 置，其系列产品以“Bionolle”的商品名面世(中文 名:碧能)，这是世界上首个商业化的PBS树脂。 Bionolle是一种结晶型热塑性塑料，分子量从几万 -2- 到几十万，玻璃化转变温度为-45～-10℃，熔点为 90～120℃，耐热温度接近100℃，具有良好的力学 性能和加工性能，其制品包括农用薄膜、垃圾袋、发 泡材料等。然而Bionolle系列PBS的生产过程中需 要用到二异氰酸酯作扩链剂来提高分子量，由于二异 氰酸酯的毒性较大，限制了其产品在医用材料、食品 包装、一次性餐具等领域的应用，时至今日，Bionolle 已经扩大为多个品种和牌号的一类产品。从1998年 开始，德国巴斯夫就推出了自己的完全可降解聚酯商 品Ecoflex，主要为脂肪族和芳香族的共聚酯，还可 以与淀粉进行共混，提高降解性。美国伊士曼 (Eastman)公司以商标EastarBio生产了一系列共 聚酯产品。杜邦公司也拥有商标为Biomax的降解聚 酯塑料产品。另外还有日本的三菱化学Mitsubishi、 韩国的SKChemical和IreChemical等均可生产 PBS，商品名分别为GSpla，Skygreen和EnPol，其 中三菱化学宣称开发的是基于生物技术的PBS生产 技术，因其原料丁二酸从植物淀粉中提取。 2.2国内产业化历程 国内的PBS研究和产业化起步较晚，但发展速 度较快。在这方面，中科院理化研究所工程塑料国家 工程研究中心和清华大学走在了前列。2006年，安 -3- 徽安庆和兴化工公司依托清华大学技术建成年产 3000吨挤出、注塑级的PBS生产线，2009年万吨级 的挤出、注塑级生产线也已顺利投产；年底中科院理 化所和浙江杭州鑫富药业股份有限公司达成合作协 议，授权鑫富药业生产20000吨/年PBS，于2007年 完成了一期的生产设施建设，并试车成功，顺利生产 出注塑级、挤出级和吹膜级的PBS，一期年产量为3000 吨，二期达到20000吨。这条生产线是世界上第一条 一步法PBS生产装置。同年中科院理化所又与江苏邗 江佳美高分子材料厂签订了PBS项目合作合同，产量 为13000～20000吨/年，并于2007年试车成功。 山东汇盈新材料科技有限公司也采用了中科院的技 术建设了一套20000吨/年的PBS装置，并于2013年 投产，再加上其2012年建成的500吨/年装置，总产 能达到25000吨，号称是全球最