聚丁二酸丁二醇酯
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聚丁二酸丁二醇酯
聚丁二酸丁二醇 (PBS)（有时写作聚四亚甲基琥珀酸酯）是聚酯家族的一种热塑性聚合物树脂。 PBS 是一种可生物降解的脂肪族聚酯，其性能可与聚丙烯相媲美。
它也可以通过品牌名称 GsPLA 或 BioPBS（三菱化学）提及。PBS 由丁二酸丁二醇酯的聚合单元组成，具有重复的 C8H12O4 个单位。
历史
琥珀酸基聚酯的合成最早于 1863 年进行。当时葡萄牙教授 Agostinho Vicente Lourenço 在他的 Recherche sur les composés polyatomiques（多原子化合物研究）中描述了琥珀酸和乙二醇之间的反应，形成他命名的物质 琥珀酸-乙烯酸。 他注意到这种酸在高温 (300 °C) 下加热时会失去水分，冷却后会失去结晶体。 不幸的是，洛伦索并没有对他获得的材料的结构进行太多研究。
后来 Davidoff (1886) 和 Voländer (1894) 用不同的方法制备了同样的材料。 Wallace Hume Carothers (E.I. du Pont de Nemours and Co.) 在 1930 年代进行了这项早期工作，对基于琥珀酸的聚酯进行了更系统的研究。 当时，此类研究的目的是寻找天然丝纤维的合成替代品。
Carothers 通过在连续蒸馏过程中除去水，获得了摩尔质量明显高于先前合成的聚合物。 然而，最终产品的特性并未显示出预期的质量。 因此 Carothers 将更多注意力放在聚酰胺上，并与他的同事 Julian Hill 发明了尼龙 6,6。
后来 Flory (1946) 提出用二酰氯改进脂肪族聚酯的合成。
在 20 世纪 90 年代初，在被遗忘 40 多年之后，由于对可生物降解和生物基聚合物的需求不断增加，这些聚合物重新受到关注。
综合
与聚对苯二甲酸乙二醇酯等其他聚酯一样，PBS 的合成有两条主要途径：酯交换法（来自琥珀酸二酯）和从二酸开始的直接酯化法。 琥珀酸与 1,4-丁二醇直接酯化是生产 PBS 最常用的方法。 它由两步过程组成。 首先，过量的二醇与二酸发生酯化反应，形成 PBS 低聚物并消除水份。
然后，这些低聚物在真空下进行酯交换以形成高摩尔质量聚合物。 该步骤需要适当的催化剂，例如钛、锆、锡或锗的衍生物。
生物降解性
Amycolatopsis sp。 HT-6 和青霉属 sp。 菌株 14-3 可以降解 PBS。 Microbispora rosea、Excellospora japonica 和 E. viridilutea 可以消耗乳化 PBS 的样品。
应用
由于 PBS 会自然分解成水和 CO2，因此它可能是一些常见塑料的可生物降解替代品。 PBS 应用领域的范围仍在扩大，可以确定几个领域，但仍然很难准确知道 PBS 实际用于哪些特定对象。 首先在包装领域，PBS 可以加工成薄膜、袋子或盒子，用于食品和化妆品包装。 PBS 的其他应用还包括一次性产品，如餐具或医疗用品。 在农业中，PBS 对制造地膜或农药和化肥的延迟释放材料很感兴趣。 PBS 还有望在渔业（用于渔网）、林业、土木工程或其他使用后材料的回收和再循环存在问题的领域找到市场份额。 在医学领域，PBS可作为可生物降解的药物包封系统，也被研究用于植入物。
工业生产
在工业上，PBS 合成的改进允许大规模生产这种聚合物。 日本公司 Showa High Polymer 于 1993 年建造了一座半商业化工厂，每年可生产 3,000 吨聚合物。 这些聚酯以商品名 Bionolle 出售，通过熔融缩聚合成，然后用二异氰酸酯扩链。
很久以后，在 2003 年 4 月，三菱化学建成了 3,000 吨/年的产能，并向市场推出了名为 GS Pla 的 PBS （绿色和可持续塑料）。 该聚合物在不使用扩链剂的情况下具有高摩尔质量。 此后，市场上出现了和兴化工（中国安徽）、新福药业（中国杭州）、爱热化学（韩国）等几家PBS生产商。2010年和兴化工成为中国xxx家大型PBS企业 , 年生产能力 10,000 吨。