利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.09.015

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (9): 105-110.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.09.015

利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究

李梦璐¹(), 苏婷婷¹(), 王战勇²

^1.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001
^2.沈阳农业大学生物科学与技术学院，沈阳 110866

收稿日期:2022-05-19 出版日期:2022-09-26 发布日期:2022-09-26
通讯作者: 苏婷婷（1978—），女，博士，副教授，主要从事塑料的生物降解研究，sutingting1978@126.com
E-mail:nuyoah6446@163.com;sutingting1978@126.com
作者简介:李梦璐（1997—），女，硕士，主要从事聚合物的生物降解研究，nuyoah6446@163.com
基金资助:
辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC180734)

Synthesis of PBAT through transesterification with discarded PET

LI Menglu¹(), SU Tingting¹(), WANG Zhanyong²

^1.School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun 113001，China
^2.College of Bioscience and Biotechnology，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China

Received:2022-05-19 Online:2022-09-26 Published:2022-09-26
Contact: SU Tingting E-mail:nuyoah6446@163.com;sutingting1978@126.com

摘要/Abstract

摘要：

以废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）矿泉水瓶为原料，采用酯交换法获得聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）预聚体，再与聚己二酸丁二醇酯（PBA）共聚获得聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯（PBAT）产物，通过核磁共振光谱仪、红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热分析仪和万能试验机等对PBAT产物的结构和性能进行了分析表征。结果表明，PBAT产物的热稳定性良好，300 ℃以内不会热分解；PBAT产物的水接触角是78.54°，是一种亲水材料；PBAT产物的断裂伸长率达到900 %以上，具备进一步应用推广的可能性。

关键词: 废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯, 酯交换法

Abstract:

Poly（ethylene terephthalate⁃co⁃butylene adipate）（PBAT） was prepared through transesterification using waste poly（ethylene terephthalate）（PET） as a raw material. The structure and compositions of the PBAT products were determined by nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy， and their thermal properties were investigated using TGA and DSC. The contact angle of PBAT was measured by a five⁃point method， and their tensile properties were measured using a universal test machine. The results indicated that there was no thermal decomposition occurring below 300 ºC for the PBAT products. This is an indication of good heat resistance. The PBAT developed in this work exhibited a contact angle of 78.54º， indicating a good hydrophilic nature. Moreover， the PBAT presented elongation at break of over 900 %， indicating a good application potential.

Key words: discarded poly（ethylene terephthalate）, poly（terephthalic acid?co?adipic acid?co?butylene glycol）, transesterification method

中图分类号:

TQ325

李梦璐, 苏婷婷, 王战勇. 利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(9): 105-110.

LI Menglu, SU Tingting, WANG Zhanyong. Synthesis of PBAT through transesterification with discarded PET[J]. China Plastics, 2022, 36(9): 105-110.

图/表 8

图1 PBAT的合成路线

Fig.1 Synthesis of PBAT

图2 PBA，PBT和PBAT的 1H⁃NMR谱图

Fig.2 1H⁃NMR spectrum of PBA， PBT and PBAT

图3 合成PBAT和商品级PBAT的红外光谱图

Fig.3 FTIR spectra of the synthesized and purchased PBAT

波数/cm^-1	吸收峰类型
3 000	苯环上C—H的伸缩振动峰
1 509	苯环骨架振动峰
900~700	反映苯环的存在
1 104	芳香基上相邻两个H面内弯曲振动吸收峰
934	反式C—O对称伸缩振动峰
2 948	—CH₂—上C—H键不对称伸缩振动峰
2 890	—CH₂—上C—H键对称伸缩振动峰
1 462	—CH₂—上C—H键反对称弯曲振动峰
1 712	C=O收缩振动峰

表1 PBAT的红外谱图分析［15］

Tab.1 Infrared spectrum analysis of PBAT［15］

图4 PBAT的TG、DTG及DSC曲线

Fig.4 Curves of TG， DTG and DSC of PBAT

图5 PBAT聚酯的应力⁃应变曲线

Fig.5 Stress⁃strain curve of PBAT

图6 PBAT聚酯的GPC结果

Fig.6 GPC spectrum of PBAT

图7 PBAT共聚酯的水接触角

Fig.7 Contact angle of PBAT polyester

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Synthesis of PBAT through transesterification with discarded PET

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