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生物降解塑料聚己内酯PCL的概述及生产企业简介

发布时间:2021年08月18日    点击:[2]人次

生物降解塑料聚ε-己内酯(PCL)的概述及生产企业简介

聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL都可以被微生物完全分解。由ε-己内酯开环后得到的己内酯衍生物如己内酯改性的多元醇,己内酯丙烯酸单体,己内酯聚合物很成功地用作化学反应中间体和改性剂中国塑料网vlevle.com。

一、合成工艺

PCL的制备方法与PLA类似,PCL也可以通过缩聚反应和开环聚合两种途径合成。

缩聚反应

缩聚反应过程中的小分子副产物(水或醇)不断累积会影响反应的平衡,导致聚合产物PCL的分子量偏低。通过加入溶剂共沸除水、提高聚合温度蒸除或者抽真空脱除副产物等方法,尽管可以在一定程度上提高缩聚产物的分子量,随之而来的却是反应时间过长、生产成本增加、安全风险提高、聚合产品黄变以及分子量分布变宽等一系列问题。因此,缩聚法制备PCL主要出现在缩聚反应机理及催化效果评价等理论研究当中。

开环聚合

相比之下,以ε-己内酯为原料单体、通过开环聚合反应合成PCL的方法更为高效,开环聚合作为一种链式聚合反应,通过加入特定的引发剂诱导环状单体开环的同时、形成活性中心;活性中心作为活性种,继续进攻其他游离单体开环,从而实现聚合物的链增长。

ε-己内酯开环聚合没有副产物,可控性更好,更容易实现对PCL分子量大小、分子量分布,以及分子结构(嵌段、环状、星型等)等参数的精确调控,是针对各种应用领域所需PCL可控合成的首选方案。

二、降解机理

己内酯是化学合成的生物降解性高分子材料,在自然界中酯基结构易被微生物或酶分解,最终产物为二氧化碳和水,降解过程如下图:

三、性能特点

与PLA相比,PCL具有更好的疏水性,但降解速度较慢;同时其合成工艺简单、成本较低。PCL的加工性能优良,可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。

四、应用

应用领域:如外科医疗领域中手术缝合线、骨科夹板、放疗板、树脂绷带、牙印模等;聚氨酯树脂领域中涂料、油墨、热熔胶、无纺布粘接剂、鞋材、结构胶等;薄膜与复合包装领域 中吹塑薄膜、层压材料等;其他领域中手工模型、有机着色剂、粉末涂料等。