近日,金發(fā)生物公開了一種新型生物基塑料——PBSeT(聚癸二酸–對苯二甲酸丁二酯),PBSeT中的SeA是癸二酸,它可以是生物基來源,也可以是石油基來源。
生物基的癸二酸是以天然的蓖麻油為原料制得,石油基的癸二酸是以正癸烷、或環(huán)戊烯為原料制得。金發(fā)生物推出這種新型的降解材料,是使用生物基的癸二酸作為單體,從而使得PBSeT聚合物的生物基碳含量提高到69%。
PBSeT的性能和優(yōu)勢
PBSeT是一種新型可生物降解材料,它把癸二酸(C10)引入到PBT鏈段中,兼具脂肪族聚酯和芳香族聚酯的優(yōu)點,既具有良好的熱性能、機械性能,還具有優(yōu)良的延展性和生物可降解性。
常州大學(xué)材料學(xué)院李鑫、田志峰的課題組在2019年的《中國塑料》雜志發(fā)表了《熱塑性可生物降解 PBSeT 共聚酷的合成及性能研究》論文,對比PBSeT和PBAT兩個共聚體系,發(fā)現(xiàn)PBSeT共聚酯體系的拉伸強度(27.2~530MPa)明顯高于PBAT共聚酯體系(5.2~353MPa);且PBSeT共聚酯體系均具有較高的斷裂伸長率。因此PBSeT共聚酯具有強而韌的良好力學(xué)性能。
該課題組對剛性單體含量與共聚酯性能間的關(guān)系進行了理論探索,同時合成出一種具體良好機械性能的新型脂肪族-芳香族共聚酯,進一步豐富了聚酯材料的種類。
(1) PBSeT的Mw 在178 300~214 277 g/mol 范圍內(nèi);隨著剛性單體TPA含量的增加,脂肪族- 芳香族共聚的Tm、Tc星現(xiàn)出先降低后升高的趨勢,其中PBSeT(50:50)結(jié)晶能力最弱;當(dāng)TPA含量由10%增加至90%時,脂肪族-芳香族共聚酯的Tg 逐漸增加;共聚酯具有較為接近的熱穩(wěn)定性;隨著TPA含量的升高,共聚酯的晶型由PBSe轉(zhuǎn)變?yōu)镻BT;
(2) 剛性單體含量較高時,共聚酯呈現(xiàn)較高的拉伸強度,其中 PBSeT(30:70)的拉伸強度最大,為53.0MPa;PBSeT(50:50)的斷裂伸長率最大,到達1040%;PBSeT均為典型的假塑性流體;隨著角頻率增加,共聚酯的復(fù)數(shù)黏度逐漸降低,儲存模量和損耗模量逐漸升高;
(3) 黑曲霉菌降解實驗表明,PBSe樣品酶解60d后,質(zhì)量損失率接近55%,酶解最為明顯;隨著TPA單體含量的增加,共聚酯的降解能力大致呈降低的趨勢。