生物可降解PBS聚酯合金的制备与性能调控

作     者：姜英勇 任亮 任重 李文博 帅嘉欣 张明耀 张会轩 JIANG Yingyong;REN Liang;REN Zhong;LI Wenbo;SHUAI Jiaxin;ZHANG Mingyao;ZHANG Huixuan

作者机构：长春工业大学高分子材料合成与应用技术国家地方联合工程实验室长春130012 长春工业大学化学工程学院长春130012 长春中医药大学附属医院长春130021 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2021年第35卷第22期

页      面：22151-22159,22171页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：聚丁二酸丁二醇酯 聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯 聚酯合金 生物可降解 增韧改性 加工性能 

摘      要：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因具有完全的生物可降解性、无毒无害等优点成为了近年来研究的热点。但是由于PBS的结晶速率低、韧性较差等不足限制了其进一步深入与广泛的应用。本工作在不牺牲PBS生物可降解性的前提下,针对其韧性不足等缺点采用化学接枝与物理共混相结合的方法对PBS进行了增韧改性。采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)与经甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝改性后的PBS进行熔融共混制备了一系列具有高韧性的PBS聚酯合金,研究了PBS聚酯合金中PBAT含量对其微观结构、力学性能、热性能、结晶性能以及加工性能的影响。结果表明:随着PBAT含量的增加,聚酯合金受到外力作用时的剪切形变行为愈发明显,材料的断裂行为由脆性断裂转为韧性断裂;聚酯合金中PBAT含量为30%(质量分数,下同)时,综合性能最好。随着PBAT含量的增加,聚酯合金的结晶焓、熔融焓下降,结晶度逐渐降低,在合金中PBAT含量为50%时,聚酯合金的结晶度为29.51%,相比纯PBS下降了39%,同时PBAT的加入也使得合金的玻璃化转变温度下降。对材料的流变行为分析表明,在加入PBAT后聚酯合金的熔体强度得到了较大的提升,加工成型性能也得到了明显的改善。PBAT使PBS聚酯合金韧性得到了较大的提升,随着合金中PBAT含量的增加,材料的缺口冲击强度逐渐上升,拉伸强度逐渐下降,断裂伸长率先升高后降低。在PBAT含量为30%时,材料的断裂伸长率为687%,相比纯PBS提升了136%;缺口冲击强度在PBAT含量为50%时达到397 J/m,相比纯PBS增加了892.5%。同时将其与未进行接枝改性的PBS/PBAT合金的各项性能进行了对比,发现经过接枝改性后的PBS-g-GMA与PBAT的相容性得到了提升。