可降解芳香-脂肪共聚酯的序列結(jié)構(gòu)與結(jié)晶行為、形態(tài)、力學(xué)和降解性能的關(guān)系.pdf

1、本文主要研究可降解芳香／脂肪共聚酯的序列結(jié)構(gòu)與共結(jié)晶行為、形態(tài)、力學(xué)和降解性能之間的關(guān)系,探討酯交換反應(yīng)對序列結(jié)構(gòu)、相容性以及性能的影響,主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 研究聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚環(huán)氧烷(PEO)和低聚乳酸(OLA)熔融酯交換制備出的聚對苯二甲酸乙二醇酯-聚環(huán)氧乙烷-低聚乳酸(ETOLA)共聚酯的系列結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、拉伸和降解性能。利用核磁共振(1H NMR)對共聚酯結(jié)構(gòu)進行了深入地研究,得出無規(guī)度結(jié)果為

2、0.38,這說明環(huán)氧乙烷(EO)是以嵌段的形式插入到對苯二甲酸乙二醇酯(ET)和乳酸(LA)鏈段中。利用Arrhenius和Kissinger方法分別分析等溫和非等溫結(jié)晶動力學(xué)的相關(guān)結(jié)晶活化能,得到的結(jié)果都低于報道的均聚物PET值,說明EO和LA嵌入到PET中降低了PET鏈段的結(jié)晶活化能。共聚酯的晶體結(jié)構(gòu)在不同結(jié)晶溫度下相同,且結(jié)構(gòu)和PET均聚物的一致,表明發(fā)生共結(jié)晶行為。共聚酯的多峰熔融行為是由于發(fā)生二次結(jié)晶引起的。隨著結(jié)晶溫度的升高

3、,ETOLA球晶的尺寸有所增大,而ETOLA的斷裂伸長率和降解速率有不同程度的降低,這是因為結(jié)晶溫度越高,結(jié)晶越完善和球晶尺寸越大。
　　 聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚丁二酸丁二醇(PBS)通過直接熔融酯交換制備出一系列的共聚酯。利用1H-NMR分析共聚酯的序列結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)共聚酯的無規(guī)度為0.8,基本上說明共聚酯是無規(guī)。同時也研究了共聚酯的共結(jié)晶、熔融行為和球晶形貌。共聚酯的熔點出現(xiàn)偽共晶現(xiàn)象,說明出現(xiàn)異質(zhì)同構(gòu)現(xiàn)象。廣角X射

4、線衍射結(jié)果表明:丁二酸(BS)含量低于60％時,共聚酯晶體結(jié)構(gòu)為PTT晶型;BS含量超過70％時,則共聚酯晶體結(jié)構(gòu)是PBS晶構(gòu)。共聚酯的力學(xué)性能受芳香族和脂肪族序列長度影響很大。芳香族序列長度減小和脂肪族序列長度增加,使得BS單元嵌入到PTT晶體結(jié)構(gòu)中降解速度加快研究不同反應(yīng)溫度和時間下酯交換誘導(dǎo)PTT／PBS共混物的結(jié)構(gòu)和形貌演變。通過控制酯交換反應(yīng)程度,共混物的無規(guī)度、結(jié)晶、形態(tài)和力學(xué)性能可被調(diào)控。研究結(jié)果如下:共混物的無規(guī)度隨著共

5、混溫度(260℃以上)和共混時間的增加而增加,致最終以相容性共混物或共聚酯的形式存在。共混物的結(jié)晶能力受無規(guī)度影響,出現(xiàn)結(jié)晶溫度和熔融溫度的降低,并且X射線分析發(fā)現(xiàn)共聚酯有很寬的PTT衍射峰。利用偏光顯微鏡(POM)觀察了已測無規(guī)度的共混物在熔融和結(jié)晶狀態(tài)下從不相容到相容性的形貌變化。隨著共混時間增加和溫度的升高,球晶變得越來越不完善并且晶體尺寸也變小。斷裂伸長率隨著共混時間和溫度的增長呈現(xiàn)增長趨勢,而拉伸強度和彈性模量顯降低趨勢,這是