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生物降解塑料聚ε-己内酯(PCL)的概述及生产企业简介
2020年09月24日    阅读量:310     新闻来源:中国化工网 okmart.com    |  投稿

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化工网okmart.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。


标签:化工应用技术中心生物化学生物制药塑料塑料模具塑料原料塑料制品
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