自制钛系催化剂对PBST的合成与性能影响分析

徐文佳,刘 朝,王小昌,王天龙

(新疆天业(集团)有限公司，新疆 石河子 832000)

摘 要：使用自制的钛系催化剂进行了生物基聚对苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯(PBST)合成。从聚酌合成缩聚时问、色相、其他性能方面对该新型钛系催化剂与传统缩聚催化剂钛酸四丁酯,新型催化剂乳酸钛进行了对比,并进行了放大试验。结果表明,自制钛系催化剂的催化活性优于钛酸四丁酯和乳酸钛,在 PBST类聚酷的合成与生产方面具有广阔的应用市场。

关键词：聚对苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯；催化剂；催化活性；缩聚

在目前的可生物降解材料中,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因具有附热性能好、力学强度高以及可加工性能好等优点而得到广泛关注。然而，PBS生物降解速度较低且脆性高,通过芳香族共聚改性,可降低其结晶度,改善其脆性。聚丁二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBST)是近年来研究较多的一种生物可降解共聚酯,它结合了脂肪族聚酯和芳香族聚酯的优点具有良好的生物降解性、热性能及力学性能,同时其原料丁二酸、丁二醇都可从生物质资源获得,能减少对石油的依赖性,具有良好的发展前景。

合成PBST共聚醋的方法目前主要以传统的直接酯化法为主,而直接酯化法反应必需高效绿色的缩聚催化剂,目前聚醋催化体系主要分为锦系、钛系和锗系。锑催化剂体系因生态毒性被逐渐摒弃,错催化体系因其高昂的成本难以大范围工业化应用,而钛催化体系具有绿色环保廉价的特点,已广泛用于聚酷合成工业中。但目前用于工业化生产聚酯的钛系催化体系仍存在一些问题,如:催化剂活性较低、聚酯产品的分子量分布宽;催化剂的选择性较差,副反应多,产品的力学性能和色相较差等。

乳酸钛催化剂作为一种具有广泛应用潜力的新型催化剂,具有高效、环保、可持续等许多优点,广泛应用于化学、材料、生物等领域。但在可降解聚酯材料方面的实际应用研究较少,因此进一步研究乳酸钛催化剂的性能及其应用将具有重要意义。

新疆天业(集团)有限公司研发项目组针对可降解聚酯类材料制备了一种新型钛系催化剂,催化活性和选择性高,弥补现有催化剂的缺陷,可用于PBST在内的芳香族-脂肪族共聚酯的合成,对该新型钛系催化剂与传统催化剂钛酸四丁酯、乳酸钛催化剂进行聚酯合成关键控制过程与聚酯关键性能对比,并在小试试验成熟的基础上进行100L釜放大实验。

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