高度坚固,屏障和可生物降解的聚合聚合物,由甘酸合成
Jiangwei Zhao1,2, Yunxiao Dong1,3, Jin Zhu1,3
1Key Laboratory of Bio-based Polymeric Materials Technology and Application of Zhejiang Province, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, China.
从2,5-furandicarboxylic acid获得的生物基聚烯通过添加二乙烯糖醇来增强,提高了灵活性和机械性能. 这些新的聚乙烯-二乙烯甘2,5-基酸 (PEDF) 共聚合物比传统塑料具有更好的性能和气体屏障性能.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续的塑料 可持续的塑料
背景情况:
- 生物基聚烯由2,5-基酸 (FDCA) 衍生,为传统塑料提供可持续的替代品.
- 基于FDCA的聚钢的主要限制,如聚乙烯酸 (PEF),是它们固有的脆性,阻碍了广泛应用.
- 将灵活的单元纳入聚合物骨干是克服这种脆弱性的关键策略.
研究的目的:
- 通过将二乙烯糖醇 (DEG) 纳入,合成基于FDCA的新型高分子量共聚合物.
- 调查DEG含量对产生的聚乙烯-二乙烯糖醇2,5-基酸盐 (PEDF) 共聚合物的热稳定性,机械性能,光学透明度和气体屏障性能的影响.
- 评估合成的PEDF共聚合物的酶降解特性.
主要方法:
- 一系列具有不同DEG含量的PEDF共聚合物的合成.
- 使用诸如热重力测量分析 (TGA) 等技术对热性质的描述.
- 评估机械性能,包括拉力强度,模量和破裂时的延长.
- 评估CO2和O2的气体屏障特性.
- 使用Candida antarctica Lipase B (CALB) 的酶降解研究.
主要成果:
- 随着DEG含量的增加,PEDF共聚合物的热稳定性,机械性能和光学透明度显著提高.
- 使用40%DEG (PED40F) 的PEDF样本显示了突破时的显著延伸率为43% (PEF的10.7倍),拉力模量为2440MPa,拉力强度为74MPa.
- PEDF表现出极好的气体屏障性能,其CO2和O2屏障改善系数 (BIFp) 分别是PET的13.0倍和7.3倍.
- 在49天的CALB酶降解后,PED40F显示质量损失为45.79%,表明易受生物降解.
结论:
- 将DEG纳入基于FDCA的聚钢中有效地减轻了脆性,从而提高了灵活性和机械性能.
- 与PET相比,PEDF共聚合物是一种有前途的生物基材料,具有优越的气体屏障特性.
- 可调节性质和易受酶降解的易感性使PEDF成为可持续包装和其他塑料应用的可行候选者.
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