近日,金发生物公开了一种新型生物基塑料——PBSeT(聚癸二酸–对苯二甲酸丁二酯),PBSeT中的SeA是癸二酸,它可以是生物基来源,也可以是石油基来源。
生物基的癸二酸是以天然的蓖麻油为原料制得,石油基的癸二酸是以正癸烷、或环戊烯为原料制得。金发生物推出这种新型的降解材料,是使用生物基的癸二酸作为单体,从而使得PBSeT聚合物的生物基碳含量提高到69%。
PBSeT的性能和优势
PBSeT是一种新型可生物降解材料,它把癸二酸(C10)引入到PBT链段中,兼具脂肪族聚酯和芳香族聚酯的优点,既具有良好的热性能、机械性能,还具有优良的延展性和生物可降解性。
常州大学材料学院李鑫、田志峰的课题组在2019年的《中国塑料》杂志发表了《热塑性可生物降解 PBSeT 共聚酷的合成及性能研究》论文,对比PBSeT和PBAT两个共聚体系,发现PBSeT共聚酯体系的拉伸强度(27.2~530MPa)明显高于PBAT共聚酯体系(5.2~353MPa);且PBSeT共聚酯体系均具有较高的断裂伸长率。因此PBSeT共聚酯具有强而韧的良好力学性能。
该课题组对刚性单体含量与共聚酯性能间的关系进行了理论探索,同时合成出一种具体良好机械性能的新型脂肪族-芳香族共聚酯,进一步丰富了聚酯材料的种类。
(1) PBSeT的Mw 在178 300~214 277 g/mol 范围内;随着刚性单体TPA含量的增加,脂肪族- 芳香族共聚的Tm、Tc星现出先降低后升高的趋势,其中PBSeT(50:50)结晶能力最弱;当TPA含量由10%增加至90%时,脂肪族-芳香族共聚酯的Tg 逐渐增加;共聚酯具有较为接近的热稳定性;随着TPA含量的升高,共聚酯的晶型由PBSe转变为PBT;
(2) 刚性单体含量较高时,共聚酯呈现较高的拉伸强度,其中 PBSeT(30:70)的拉伸强度最大,为53.0MPa;PBSeT(50:50)的断裂伸长率最大,到达1040%;PBSeT均为典型的假塑性流体;随着角频率增加,共聚酯的复数黏度逐渐降低,储存模量和损耗模量逐渐升高;
(3) 黑曲霉菌降解实验表明,PBSe样品酶解60d后,质量损失率接近55%,酶解最为明显;随着TPA单体含量的增加,共聚酯的降解能力大致呈降低的趋势。