聚甲基乙撐碳酸酯增容復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、2009年12月，哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會(huì)的舉行再一次向世人宣布了全球變暖等環(huán)境問題的嚴(yán)重性。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)文明的迅速發(fā)展，工業(yè)排放已經(jīng)對(duì)全球環(huán)境造成破壞性的影響，而反過來環(huán)境對(duì)人類的報(bào)復(fù)也愈加劇烈：洪水，冰雪災(zāi)害，大旱，海平面上升等。出于可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的需要，限制溫室氣體二氧化碳的排放和遏制“白色污染”已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，因此利用工業(yè)排放的二氧化碳合成可降解塑料是一項(xiàng)十分有意義的研究。
　　 本實(shí)

2、驗(yàn)室在利用負(fù)載戊二酸鋅催化二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚制備可降解的脂肪族聚碳酸酯方面取得突破性進(jìn)展，制得了具有嚴(yán)格交替結(jié)構(gòu)的全降解聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)。該催化體系不但有很高的催化效率(175 g/gcat)，而且所制備的共聚物有極高的分子量，從而使其綜合性能得到大幅度提高，并且大大降低了PPC的生產(chǎn)成本，為固定利用二氧化碳開拓了新的道路。此外，本實(shí)驗(yàn)室還企業(yè)合作完成了二氧化碳全降解塑料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線的建設(shè)。
　　 由于目前對(duì)PP

3、C的應(yīng)用研究相對(duì)較少，而應(yīng)用研究是其能否大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)，也是其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題之一。目前PPC能否產(chǎn)業(yè)化在某種程度上受兩個(gè)問題的制約：
　　 一是，PPC是一種無定形聚合物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg在36℃左右，并且力學(xué)強(qiáng)度不高，因此在單獨(dú)作為塑料使用存在較大缺陷，所以對(duì)其進(jìn)行物理或化學(xué)方面的改性勢(shì)在必行。
　　 二是，PPC的主鏈上沒有反應(yīng)性官能團(tuán)，和大多數(shù)聚合物的相容性都比較差，所以得到的共混物的穩(wěn)定性不高。因此，必須

4、在共混改性的時(shí)候加入增容劑來改善基體和增強(qiáng)相的界面結(jié)合力，得到性能良好的復(fù)合材料。
　　 因此，對(duì)PPC的增容復(fù)合改性研究是我們面臨的并且必須克服的最大問題，也是制約PPC能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的關(guān)鍵問題。
　　 本論文對(duì)可降解塑料聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)進(jìn)行了增容共混改性研究，制備了力學(xué)性能和熱性能等綜合性能優(yōu)異的共混復(fù)合材料，為其大規(guī)模應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。具體內(nèi)容包括：
　　 1.在簡(jiǎn)單熔融共混過程中，

5、利用MDI來反應(yīng)增容PPC/EVOH復(fù)合材料，來增強(qiáng)PPC與EVOH相的界面結(jié)合力。結(jié)果表明，通過MDI的加入，PPC與EVOH的相容性得到進(jìn)一步提高，而且MDI的加入交聯(lián)了EVOH相，形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，PPC的力學(xué)性能，熱性能以及微觀形貌都得到了顯著提高。
　　 2.利用簡(jiǎn)單的熔融共混的方法制備一系列綜合性能優(yōu)良的全降解PVA/EVOH共混復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)，隨著EVOH的引入，PVA的加工性能得到明顯提高，在此基礎(chǔ)上，制備

6、了一系列PPC/PVA/EVOH復(fù)合材料，通過進(jìn)一步研究表明，復(fù)合材料的的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能都得到了明顯的提高，為PPC的改性應(yīng)用提供了一條新的途徑。
　　 3.利用MDI反應(yīng)增容高聚合度的PVA/EVOH和PPC復(fù)合材料，以提高PPC與高聚合度PVA/EVOH相的相容性。結(jié)果表明當(dāng)MDI加入量低于1％的時(shí)候，體系的相容性有明顯提高，而當(dāng)MDI加入量過高，大于1.5％時(shí)，體系的交聯(lián)現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)生大量孔洞，導(dǎo)致復(fù)合材料的性能有所