中国粉体网讯 近年来，已经有许多种类的可降解塑料被研制出并走进人们的生活，这些塑料普遍具有良好的生物降解性、熔融加工性、化学惰性、耐热性能及力学性能。
其中，聚丁二酸丁二酯（PBS）是一种具有高实用性的线性脂肪族聚酯。其分子链上无支链存在，整体结构较为规整，分子链柔顺性较好，因此具有与传统塑料(如PP)相近的加工性能与使用领域。
然而，现今市场上的PBS普遍分子量较低、结晶度较高且分子链流动性较差而使其应用受到了限制。因此，为了增强PBS的实用性，需要针对新研发新的合成工艺，以达到提高其分子量、增强其力学性能并改善其结晶性能的目的。
一、PBS合成工艺
PBS的合成方法理论上有生物发酵法和化学合成法两种方法。生物发酵法的生产成本高，周期长，难以批量生产。因此，PBS的合成绝大部分使用的是化学合成法。
化学合成法
化学合成法可对产品进行分子设计，合成的成本较低，主要包括酯交换法、直接酯化法和扩链法。
1酯交换法
酯交换法，是以丁二酸二甲酯与1，4-丁二醇为原料，在催化剂存在下，高温、高真空脱甲醇进行酯交换反应得到PBS。
2直接酯化法
直接酯化法以丁二酸和1，4-丁二醇为原料直接合成得到PBS，其合成方法由两个步骤完成：先在较低的反应温度下将丁二酸与过量的1，4-丁二醇进行酯化反应，形成端羟基预聚物；然后在高温、高真空和催化剂存在下脱除1，4-丁二醇，得到聚酯。
3扩链法
扩链法合成聚酯提高聚酯分子量的重要方法之一是采用快捷、有效的扩链反应。扩链反应是指扩链剂官能团与聚酯端基的反应，能增加聚酯的分子量，达到扩链效果。扩链反应具有工艺流程短、设备投资少、生产效率高、操作简便等优点，并可在聚酯生产后缩聚釜、熔融纺丝、螺杆挤出等成型过程中实施，是目前国内外竞相开发的热点。日本Showa公司的Bollone就是采用扩链法生产的。
二、PBS改性研究
1交联改性
对PBS而言，其较低的熔体强度限制了它在泡沫塑料方面的应用。交联可限制分子链的运动和发泡过程中气泡的过度增长，保持气泡适宜大小直至冷却定型，从而解决PBS因熔体强度过低而造成的气泡过大、串泡及泡孔塌陷等问题。
2共聚改性
共聚是调节和改善聚合物物理性能的重要手段，它从分子结构设计出发，可以合成出各种结构新颖、性能可调的高分子材料，从而满足人们生产生活的不同需要。相较交联改性、共混改性和纳米复合改性而言，共聚改性具有更大的灵活性，可以在更宽范围内调节聚合物性能。
三、PBS研发与应用难题
聚丁二酸丁二酯(PBS)由于良好的物理机械性能和加工性能而受到广泛关注，是最具有前途的生物降解材料之一。但实际生产中，企业要如何才能开发出具有自主知识产权的催化剂和聚合工艺呢?如何克服基础研究和工艺试验所遇到的技术难题?在研究成果与企业达成合作之前，PBS的产业化生产和应用遇到的技术难题谁来解答？2021年12月28日，由粉体网旗下直播平台“粉体公开课”举办的“2021可降解塑料技术与应用论坛”，将于上午9：00开课，来自天津工业大学的郑柳春教授为大家带来题为《生物降解PBS和聚氨酯的合成新工艺研究》的专业报告，详细讲述PBS和聚氨酯的绿色合成工艺，一对一解答相关技术问题。
专家介绍
2010博士毕业于中国科学院化学研究所，博士毕业后留所任助研、副研。2021年4月起任天津工业大学教授。
迄今为止，在高分子领域著名杂志上发表SCI论文70余篇，申请中国发明专利30余项，其中24项授权，4项转化。
目前主要从事新型低成本丁二酸酐路线、丁二酸二甲酯路线生产聚丁二酸丁二醇酯和非异氰酸酯合成聚氨酯的研究工作，已经得到了高分子量、高品质的聚丁二酸丁二醇酯和聚氨酯产品。
参考来源
郑柳春，等：聚丁二酸丁二酯的合成、共聚改性及功能化研究进展，中国科学院化学研究所
