新型可交聯(lián)生物基聚酰胺的分子設(shè)計(jì)、合成與性能研究.pdf

1、過去一個(gè)世紀(jì)以來，化工行業(yè)的發(fā)展以化石資源為主要原料。然而，當(dāng)前社會(huì)對(duì)化石資源的需求呈指數(shù)式增長(zhǎng)，人類工業(yè)革命依賴于化石資源來獲得維持現(xiàn)代生活方式所需要的燃料、化學(xué)品和聚合物等產(chǎn)品。與此同時(shí)，我們當(dāng)前須要面對(duì)有史以來最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)如不斷增加的固體廢棄物、溫室氣體含量的增加、石油資源的短缺以及全球氣候變化等，并從中尋找到出路。高分子聚合物行業(yè)被公認(rèn)為須要消耗大量的能源和原材料，且排放出大量的廢物、廢水，而源于生物質(zhì)的聚合物可以有效地減低溫室

2、氣體的排放和節(jié)約當(dāng)前的化石資源的使用，被認(rèn)為是“碳中性的”。因此，生物質(zhì)原料的發(fā)展為化工行業(yè)提供了一個(gè)有效且可行的解決方案。生物質(zhì)是一種可替代傳統(tǒng)化石資源，為許多高性能材料提供單體來源的可再生資源。
　　 因此，我們通過利用基于大宗生物質(zhì)產(chǎn)品的生物基單體及其衍生物衣康酸，癸二酸，丁二胺及癸二胺，在不加有毒催化劑的條件下，通過兩步法熔融縮聚，改變單體的起始投料比制備了一系列新型的線性、脂肪族、可交聯(lián)的生物基聚酰胺材料，并將它們命名

3、為聚衣康酰-co-癸二酰-co-丁二胺-co-癸二胺。
　　 通過核磁質(zhì)譜及碳譜分析、傅里葉紅外光譜、差示掃描量熱分析、熱失重分析、力學(xué)性能測(cè)試、X射線衍射分析及吸水性實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)制備的新型BDIS可交聯(lián)生物基聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征。我們發(fā)現(xiàn)，制得的BDIS可交聯(lián)生物基聚酰胺材料的分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)及物理機(jī)械性能等可以通過改變單體的起始投料比而簡(jiǎn)單有效地進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)，我們證明了，衣康酸的側(cè)鏈雙鍵能有效的改變BDIS生物基聚酰

4、胺的分子結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的性能。這種新型的BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺材料表現(xiàn)出了一系列不同的力學(xué)性能，且性能可調(diào)。
　　 我們還研究了水合作用及小分子水增速作用對(duì)BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺的性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)，小分子水能有效地降低BDIS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、提高其分子鏈段的運(yùn)動(dòng)能力。小分子水對(duì)BDIS的物理機(jī)械性能影響較大，能明顯地增塑BDIS聚酰胺。
　　 通過熱交聯(lián)法及紫外光輻射交聯(lián)的方法對(duì)BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺進(jìn)行了

5、交聯(lián)實(shí)驗(yàn)并研究了其交聯(lián)后的結(jié)構(gòu)與性能。通過靜電紡絲的方法，制備了BDIS生物基聚酰胺納米纖維，并對(duì)其進(jìn)行了表征。
　　 為了進(jìn)一步表征BDIS生物基聚酰胺的結(jié)晶結(jié)構(gòu)對(duì)其物理、化學(xué)劑機(jī)械性能的影響，本文還研究了BDIS生物基聚酰胺的等溫及非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。等溫動(dòng)力學(xué)通過Avrami方程描述，而我們通過Avrami方程、用Jeziorny理論修正的Avrami方程、Ozawa理論及聯(lián)合的Avrami方程和Ozawa方程，對(duì)BDIS可