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PBS的扩链改性合成及其降解性能研究的开题报告

一、研究背景与意义

PBS（Polybutylenesuccinate）是一种新型生物降解高分子材料，以生物基质包含3-羧基丁酸和1,4-丁二醇而成。在生产和使用后，PBS可以被微生物和其他生物分解，最终生成CO2、H2O和生物质。因此，PBS被广泛认为是一种适宜于环境的可行替代传统塑料的材料。

然而，由于PBS的降解速度较为缓慢，因此为了改进其降解性能，常常需要进行改性。其中，扩链改性是一种常用的方法。通过引入不同长度的链扩展剂，可以增加PBS的分子量和晶化度，使其保持良好的力学性能和降解性能之间的平衡。

本课题将以扩链改性合成PBS材料为核心研究内容，重点研究PBS材料链扩展剂的种类、引入量以及对材料力学性能和降解性能的影响。通过优化材料制备和充分评估PBS材料的性能，旨在为开发更加环保的材料提供新思路和理论基础。

二、研究内容与方法

本研究主要从以下几个方面展开：

1.合成PBS材料

根据合成实验室中先前的研究工作，采用熔融聚合法合成PBS材料，并在其中引入不同种类和量的链扩展剂。探究链扩展剂的种类和引入量对PBS材料的晶化度、分子量和流动性等物理化学性质的影响。

2.分析PBS材料结构和性能

通过拉伸强度、断裂伸长率、硬度、玻璃化转变温度（Tg）等实验，比较不同链扩展剂引入PBS材料的力学性能和热力学性能。同时采用X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）、红外光谱（FTIR）等手段，研究PBS材料的结构变化及相关机理，为优化PBS材料设计和扩展新材料应用奠定基础。

3.评估PBS降解特性

完成PBS的碎片化、生物降解和在土壤中降解的实验，评估不同扩链改性PBS材料的降解特性、降解速率和对环境的潜在影响。为减少塑料废物对环境的负面影响以及促进可持续发展提供理论和示范。

三、预期成果

通过本课题的研究，预期可以达到以下几个成果：

1.制备扩链改性PBS材料并评估不同链扩展剂引入的PBS材料的晶化度、分子量等基础性质。

2.比较扩链改性PBS材料和原始PBS材料的力学性能、热力学性能和结构特征，分析影响PBS性能的主要机理和因素。

3.评估扩链改性PBS材料的降解速率、碎片化特性及其在土壤中降解的效果，为提高生物降解塑料的降解性能和研发更加环保的材料提供技术支持。