浙江大学王文俊、杨轩团队 Macromolecules封面文章:在水中具有良好降解能力的PBAT-co-PGA共聚酯的合成
2023-11-19 来源:高分子科技
文章亮点
将乙醇酸(GA)引入到聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)分子链中,定制了生物可降解的PBAT-co-PGA共聚酯,该共聚酯在水中具有良好的降解能力,同时具有优异的力学、阻隔和耐老化性能。
生物可降解PBAT存在水中降解慢的问题。为此,该团队报道了一种PBAT-co-PGA共聚酯,在保持共聚酯中芳香族共聚单元(BT)含量(nBT)不变的前提下,降低BT数均序列链长(LBT),并结合GA可促进水解的能力,使所定制的共聚酯在水中可良好地降解,同时还具有优异的力学、阻隔和耐老化性能。该共聚酯具有很好的工业应用前景。
图1. PBAT和PBAT-co-PGA中芳香族单元数均序列链长(LBT)随对苯二甲酸摩尔含量(nPTA)的变化曲线。
将nPTA为45 mol%、nGA为13 mol%的PBAT-co-PGA(A42T45G13)与相同nPTA的PBAT(A55T45G0)进行比较,虽然PBAT-co-PGA的LBT更短,但其结晶度却更高,弹性模量和拉伸强度也更高(图2)。
图2. PBAT和PBAT-co-PGA的性能比较。(a)拉伸应力-应变曲线,(b)弹性模量、(c)断裂强度及(d)韧性与对苯二甲酸摩尔含量(nPTA)之间的关系。
图3. PBAT和PBAT-co-PGA以及常用生物可降解包装材料水汽透过率的比较。
图4. PBAT和PBAT-co-PGA的水解性能。(a)氢氧化钠水溶液中降解,(b)假丝酵母脂肪酶(CRL)水溶液中降解,(c)CRL降解过程中共聚酯重均分子量(Mw)及(d)碱水解后共聚酯膜外观的变化。
图5. PBAT和PBAT-co-PGA在人工海水中降解。(a)薄膜质量变化,(a)共聚酯重均分子量(Mw),(c)PBAT降解前后DSC曲线及(d)PBAT-co-PGA(A42T45G13)降解前后DSC曲线。
共聚酯薄膜的户外使用稳定性非常重要,研究表明PBAT-co-PGA较PBAT具有更好的户外使用性能。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c01403
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(责任编辑:xu)
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