聚(碳酸丁二醇酯-co-三环癸烷二甲醇碳酸酯)的制备与性能

采用熔融酯交换和缩聚两步法,合成了以1,4-丁二醇、4,8-三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇和碳酸二苯酯为原料的聚(碳酸丁二醇酯-co-三环癸烷二甲醇碳酸酯)(PBTCx, x为进料中TCD占二元醇总量的百分比)。用1H NMR和13C NMR对PBTCs的微观结构和组成进行了表征。采用GPC、 DSC、 XRD、 TG对PBTCs的分子量、玻璃化转变温度(Tg)、热稳定性等进行了研究。结果表明,PBTCs的Mw为10500~124800 g?mol-1, Mn为6300~73000 g?mol-1, PDI为1.59~1.73; PBTCs呈无定形态、Tg为-3.43 ℃~70.90 ℃, PBTCs表现出比PBC更高的热稳定性。薄膜拉伸试验结果表明,PBTC30(拉伸强度为33.54 MPa,断裂伸长率为275.69%)和PBTC40(拉伸强度为32.13 MPa,断裂伸长率为294.63%)具有较高的强度和韧性,在薄膜材料中具有一定的应用潜力。     

醚化PBS与CMC液体复合材料的相互作用

采用聚乙二醇(PEG)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行醚化改性,得到醚化PBS(PEG/PBS),PEG/PBS与羧甲基纤维素(CMC)共混制备了在水相均匀分散的新型(PEG/PBS)-CMC液体复合材料.结合分子模拟技术对PEG/PBS与CMC复合材料的相互作用机理进行了研究.结果表明,PEG/PBS具有预期的化学结构和优异的水润湿性;含醚链段PEG的引入有效提高了PBS分子链的极性和柔顺性,PEG/PBS与CMC之间存在氢键作用、范德华力作用、疏水作用和吸附作用.红外光谱(FTIR)中官能团(如—OH,—OCO—,—COOH,—C—O—C—等)的吸收峰频率发生偏移;光电子能谱(XPS)中C和O元素的结合能分布转移,表明PBS及PEG/PBS与CMC的官能团之间发生了相互作用;偏光显微镜(POM)和X射线衍射(XRD)结果表明,复合材料之间的相互作用为非共价键的结合;扫描电子显微镜(SEM)结果表明醚化改性后(PEG/PBS)-CMC复合材料间的相互作用增强,表面结合更紧密,相容性得到提高.     

耐水钛系催化剂的合成及其在聚对苯二甲酸丁二醇酯合成中的应用

以钛酸四丁酯、柠檬酸或乳酸和氢氧化钾为原料在水中合成了一系列α-羟基酸钛催化剂,¹³C NMR、HR-MS(ESI)和元素分析表征。结果表明：α-羟基酸钛催化剂主要含柠檬酸或乳酸的α-羟基和α-羧基与钛离子形成的五元螯合环三配体配合物。其中,采用柠檬酸与TBT在氢氧化钾参与条件下制得的CTK-312催化剂,能够合成特性粘度高达1.268 dL·g^-1的PBT。      

碳酸二苯酯与1,4-丁二醇熔融酯交换法合成聚(对亚丁基)碳酸酯的研究

利用TiO2-SiO2(PVP)凝胶基催化剂(TSP),无溶剂条件下,以碳酸二苯酯与1,4-丁二醇为单体,采用常压预聚和真空缩聚两步熔融酯交换法合成了聚(对亚丁基)碳酸酯(PBC),考察了工艺条件,并对PBC的结构及物理性质进行了表征.实验结果表明,最佳工艺条件如下:预聚时间为2 h,预聚温度为220~230℃(N2保护),缩聚温度为220℃,缩聚压力300 Pa,催化剂用量为0.15 wt%.优化条件下,PBC的特性黏数为1.12dL/g,Mn为49000,Mw为101000,PDI为2.07,Tg为-32.32℃,端羟基含量为6.2×10-4mol/g,苯酚残留量为5.26 wt%.在此工艺条件下,通过控制副产物苯酚的蒸出速率及其量,可以实现产品聚合度的可控,且苯酚几乎能够完全回收.     

2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯的合成、晶体结构及性能研究

以硝基甲烷为起始原料,经缩合、环化、氧化耦合、脱缩酮及硝化等5步反应合成了2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(BHDBT),总收率为36.1％,并采用核磁共振谱、红外光谱以及元素分析等进行了结构表征.用浓盐酸代替氯化氢气体,改进了关键中间体2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇(BHDB)的合成方法,并确定最佳反应条件为:刀(浓盐酸):n(BDND)=1.1∶1,反应温度55℃,时间4h,收率为94.8％.首次发现了BHDB和BHDBT的亚甲基质子具有磁不等价性,并从理论上分析其产生的原因.培养了BHDBT单晶,四元衍射晶体结构解析表明:BHDBT属于单斜晶系,空间群P2(1)/n,晶胞参数:a=0.81944(11) nm,b=2.3365(3) nm,c=0.85838(11) nm,a=90°,β=113.501(2)°,y=90°,V=1.5072(3) nm3,Z=4,Dc=1.852 g·cm-3,μ=0.189 mm-1,F(000)=856.BHDBT熔点为86.37℃,分解峰温度为185.79℃(DSC),摩擦感度为100％ (3.92 MPa,90°),特性落高H50为10.0 cm(5 kg).     

碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换反应馏分的气相色谱分析

采用毛细管气相色谱法对碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(BD)酯交换反应生成的馏分进行了分析。Equity~(TM)-1非极性柱为分析柱,FID为检测器。结果表明,本法具有良好的线性关系;DPC、BD和苯酚的检出限分别为4.08×10~(-4)、4.30×10~(-3)、2.31×10~(-4)g/L;回收率范围在95.0%—103.3%之间;相对标准偏差均小于5.0%。     

生物制造2,3-丁二醇:回顾与展望

2,3-丁二醇是生物制造产品体系中一种重要的精细化工原料和潜在平台化合物,广泛应用于材料、医药、食品及航空航天等领域。利用生物质可再生资源为原料生产2,3-丁二醇符合当前发展低碳经济的国家需求。本文回顾了生物制造2,3-丁二醇的研究历史,分析了微生物合成2,3-丁二醇的代谢机理,总结了提高生物制造2,3-丁二醇经济性的有效途径,包括廉价原料的替代、菌株选育与遗传改造和发酵过程控制等,并对2,3-丁二醇的各种下游分离过程进行了对比分析;指出今后研究重点应着眼于努力提高生物质的利用效率,同时实现高效的2,3-丁二醇生物转化两方面,并在此基础上开发2,3-丁二醇的系列高值衍生物,以进一步拓展其应用领域。     

聚丁二酸丁二醇酯与氯醚弹性体协同增韧改性聚乳酸多元共混体系

以来源于可再生资源聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和氯醚橡胶(ECO)作为聚乳酸(PLA)的增韧改性剂,通过熔融共混的方法制备了PLA/PBS/ECO三元共混体系。动态力学分析和扫描电子显微镜结果表明,ECO促进了PBS和PLA之间的相容性。力学性能测试表明,ECO与PBS可实现对聚乳酸基体的协同增韧: PLA/PBS/ECO(70/20/10)显示出最优的拉伸性能,断裂伸长率高达270%;PLA/PBS/ECO(70/10/20)的冲击强度提高至23.7 kJ/m²,是纯聚乳酸的12倍。结合形态结构和冲击断面形貌分析表明ECO的存在可起到增容/增韧双重作用, 与柔性PBS产生良好的协同效应,有效改善聚乳酸材料的韧性。我们的研究表明,构造PLA-柔性生物聚酯和生物基弹性体多元共混体系是一种获得高性能生物基材料简单高效的手段。     

生物法制备2,3-丁二醇的最新进展

2,3-丁二醇及其衍生物作为重要的液体燃料和化工原料,具有广阔的工业应用前景。高效、经济的2,3-丁二醇生物制备方法,对我国低碳经济和循环经济的建设具有重要的促进作用。针对近三年间生物法制备2,3-丁二醇领域的最新研究成果,本文综述了当前国内外学者在该领域研究的热点,即关键基因和酶的鉴定、新菌种的开发和代谢工程改造、同步糖化和共培养等发酵条件的优化、耦合工艺等分离纯化技术改进等。使用非致病的高产单一2,3-丁二醇手性异构体的代谢工程菌株,作为细胞炼制工厂,利用廉价的非粮原料作底物,采用经济、简单、环保的分离纯化方式,是2,3-丁二醇产业化发展的可靠保障。