Succinato de polibutileno (PBS)
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PBS - poli (succinato de butileno)
Un polímero semicristalino fabricado mediante fermentación bacteriana se llama PBS, acrónimo de succinato de polibutileno, y es un polímero obtenido mediante fermentación bacteriana. Además de su probada biodegradabilidad y biocompatibilidad, el succinato de polibutileno (PBS) es un poliéster alifático disponible en el mercado con muchas propiedades interesantes, trabajabilidad, resistencia térmica y química. PBS tiene una excelente trabajabilidad, por lo tanto, se puede transformar en el campo de los tejidos en fusión, multifilamento, monofilamento, hilo plano, por inyección, por lo que es un polímero prometedor para diversas aplicaciones potenciales. PBS se caracteriza por una cinética de degradación muy (muy lenta). Los poliésteres y copoliésteres alifáticos comerciales son termoplásticos blancos cristalinos, tienen puntos de fusión entre aproximadamente 90 y 120°C, temperaturas de transición vítrea entre aproximadamente -45 y -10°C y una densidad de aproximadamente 1.25 g/cm3. La adición de ramas de n-octilo mejora en gran medida el alargamiento y la resistencia al desgarro de PBS sin reducir significativamente la resistencia a la tracción y el módulo. El PBS es un biopolímero muy prometedor porque sus propiedades mecánicas son comparables a las del polietileno de alta densidad y el polipropileno isotáctico que ya se utilizan ampliamente. Al igual que el ácido poliláctico (PLA), se descompone completamente en biomasa, CO2 y H2O y, por lo tanto, puede eliminarse junto con otros desechos orgánicos. Sin embargo, es mucho más flexible y, por lo tanto, no requiere plastificantes, pero tiene un punto de fusión menor que el PLA (115°C frente a ~ 160°C).Características y propiedades del PBS
- Alta productividad comparable a las poliolefinas
- Color blanco natural de la materia prima
- Altas tasas de cristalización
- Amplio rango de aplicación entre -30°C y 120°C
- Alta flexibilidad y resistencia;
- Buen aislante (comparable al PET)
- Se puede personalizar
- Cumple con las normas UNI EN 13432 y UNI EN 14995
Propiedad de la PBS
El homopolímero de poli (succinato de butileno) es un polímero altamente cristalino que tiene un punto de fusión (Tm) de 114.1°C y un calor de fusión (ΔHf) de 68.4 J / g, mientras que para el poli (etileno) adipate), que es menos cristalino, tiene un punto de fusión (Tm) de 60.5°C y un calor de fusión (ΔHf) de 52.8 J/g. Los copoliésteres muestran un comportamiento intermedio según su composición. La temperatura de transición vítrea Tg disminuye al aumentar el contenido de unidades adipadas que pasan de -31.3 a -60.7°C. El homopolímero de poli (succinato de butileno) muestra una resistencia máxima a la tracción, que disminuye al aumentar el contenido de la unidad adipada. Una extensión de la cadena provoca un aumento en el peso molecular del poliéster con un consiguiente aumento en la resistencia a la tracción, mientras que la cristalinidad y la temperatura de fusión disminuyen, mientras que la temperatura de transición vítrea aumenta. La cristalización de poliésteres basados en ácido succínico y dioles alifáticos, con 2-4 grupos metileno, tienen un punto de fusión de 114°C por poli (succinato de etileno), 133.5°C poli (succinato de butileno) y 58°C para poli (succinato de propileno), mientras que los valores de entalpía son 180, 210 y 140 J/g respectivamente. El poli (succinato de propileno) mostró tasas de cristalización más lentas y la tasa de cristalinidad más baja entre estos poliésteres. PBS es uno de los biopolímeros más nuevos y podría ser una alternativa económica a otros biopolímeros como PLA, PBAT y PHB. Se puede usar como un polímero matriz o en combinación con otros biopolímeros como el ácido poliláctico (PLA).
Propiedades térmicas PBS
El PBS es un material semicristalino, ya que la curva calorimétrica relativa se caracteriza por una moderada variación endotérmica de la línea base asociada con la transición vítrea, a la temperatura (Tg) de aproximadamente ‐35°C y por una endotermia de fusión a Tm = 115°C .
Propiedades químicas de PBS
La degradabilidad enzimática de PBS fue menor que la de PCL. Otra forma de poli (succinato de butileno) es el poli (succinato de 2,3-butileno), que es un PBS amorfo con un punto de reblandecimiento relativamente bajo (45-50°C), utilizado en aplicaciones farmacéuticas. Tiene tasas de biorreabsorción in vivo relativamente "rápidas", y las muestras se metabolizan por completo en 4-6 semanas sin efectos secundarios observables.
Procesabilidad PBS
El PBS puede procesarse utilizando un equipo poliolefínico convencional en el rango de 160 a 200°C. El moldeo por inyección, extrusión o soplado es adecuado para procesar PBS. El poli (succinato de butileno) (PBS) es un poliéster alifático disponible en el mercado con muchas propiedades interesantes, biodegradable, buena trabajabilidad, resistencia térmica y química. PBS tiene una excelente trabajabilidad, por lo tanto, puede transformarse en el campo de telas en fusión, multifilamento, monofilamento, hilo plano y partido y también en el campo de plástico en productos moldeados por inyección, por lo que es un polímero prometedor para diversas aplicaciones potenciales.
Polimerización PBS
El ácido succínico puede producirse por fermentación anaeróbica de varias cepas de tipo salvaje: Anaerobiospirillum, Propionibacterium , Escherichia ,Pectinas . El ácido succínico se considera uno de los principales productos químicos de plataforma de base biológica. Sus aplicaciones están previstas también en productos químicos básicos (THF, hidroxisuccinimida, etc. ), como ácidos orgánicos (málico, fumárico, itacónico, etc. ) o polímeros (succinato de polibutileno, PBS). El ácido succínico se puede producir fermentando un sacárido como la caña de azúcar o el maíz. El poli (succinato de butileno) (PBS) se sintetiza químicamente a través de la policondensación de 1-4-butanodiol y ácido succínico o su anhídrido en presencia de un Catalizador. Ambos componentes básicos se obtienen a partir de glucosa y sacarosa por fermentación. La condensación directa de ácido succínico y 1,4-butanodiol encuentra los mismos problemas que en el caso de PLA. Para evitar estos problemas, se adoptaron diferentes estrategias: la policondensación por fusión en dos etapas (esterificación y policondensación), el enfoque de condensación-extensión utilizando diisocianato de hexametileno como agente de extensión. Esta última estrategia dio los resultados más prometedores hasta ahora con M n y MW de 40 000 y 100 000 g mol -1 respectivamente. El uso de monómeros cíclicos todavía no se ha explorado y se utiliza principalmente en polimerizaciones enzimáticas.
Aplicaciones PBS
El PBS, succinato de polibutileno, se considera, entre todos los polímeros compostables y biodegradables del mercado, el mejor sustituto de los plásticos tradicionales: ABS, PP y PE, PET. Su estructura semicristalina le confiere excelentes propiedades físico-mecánicas, muy similares a las de PP y ABS. Una de las características más interesantes de este material es la posibilidad de poder obtenerlo de fuentes tanto orgánicas como fósiles. Por lo tanto, el suministro de cantidades industriales siempre está garantizado de acuerdo con las necesidades del mercado. Las aplicaciones incluyen láminas de mantillo, cubiertos, recipientes, láminas de embalaje, bolsas "lavables" y productos de higiene, envases de alimentos, macetas, productos de higiene, redes de pesca y sedal.
| PBS - poli(butilene succinato) / poli(succinato de butileno) | |||||
| Properties | Test Method | Unit | Standard grades | Flexible grade | |
| Density | ISO1183 | g/cm3 | 1.26 | 1.26 | 1.24 |
| MFR [190℃, 2.16 kg] | ISO1133 | g/10min | 22 | 5 | 4 |
| Melting Point | ISO3136 | ℃ | 115 | 115 | 84 |
| Yield Stress | ISO527-2 | MPa | 40 | 40 | 17 |
| Stress at Break | ISO527-2 | MPa | 30 | 36 | 24 |
| Strain at Break | ISO527-2 | % | 170 | 210 | 380 |
| Flexural Modulus | ISO178 | MPa | 630 | 650 | 250 |
| Flexural Strength | ISO178 | MPa | 40 | 40 | 18 |
| Izod Impact Strength [23℃] | ISO180 | KJ/m2 | 7 | 7 | 47 |
| HDTÂ [0.45Â MPa] | ISO75-2 | ℃ | 95 | 95 | 63 |
| Rockwell Hardness | ISO2039-2 | R Scale | 107 | 107 | 56 |