聚衣康酸丁二醇酯的共聚及自交聯(lián)改性.pdf

1、聚衣康酸丁二醇酯(PBI)由生物基原料衣康酸(IA)和1，4-丁二醇(BDO)縮聚而得，屬于生物基可降解脂肪族聚酯，但PBI分子量較低，物理機(jī)械性能較差。本文通過(guò)共聚和自交聯(lián)兩種方式對(duì)PBI的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，得到了性能較優(yōu)的改性PBI。
　　以衣康酸、1，4-丁二醇為反應(yīng)單體，癸二酸(SA)、己二酸(AP)和對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)分別為共聚單體，對(duì)PBI進(jìn)行共聚改性，得到了三種共聚酯聚（衣康酸丁二醇酯-co-癸二酸丁二醇酯）

2、(PBIS)、聚（衣康酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯）(PBIA)和聚（衣康酸丁二醇酯-co-對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）(PBIT)?？疾炝舜呋瘎┓N類及用量、醇酸摩爾比和反應(yīng)溫度對(duì)共聚酯合成的影響，得到較佳合成條件:選用氯化亞錫-鈦酸丁酯復(fù)配體系（摩爾比為1∶1）作為反應(yīng)催化劑，其用量為二元酸總摩爾量的0.16％，醇酸摩爾比為1.05∶1，酯化溫度150℃，縮聚溫度220℃。FT-IR和1H-NMR測(cè)試表明，在較佳條件下合成的共聚酯為預(yù)期的

3、產(chǎn)物;GPC測(cè)試表明，癸二酸共聚酯PBIS的數(shù)均分子量最高，為12321; DSC和TG測(cè)試表明，PBIS的熔融焓、結(jié)晶焓和初始分解溫度均高于其它兩種共聚酯，熱穩(wěn)定性最好;酶降解測(cè)試表明，PBIS依然具有一定的降解能力。
　　選取性能較優(yōu)的共聚單體癸二酸，通過(guò)調(diào)節(jié)共聚酯中癸二酸和衣康酸鏈段的含量，獲得了一系列性能可控的PBIS共聚酯。采用1H-NMR、GPC、DSC、TG、XRD，以及拉伸測(cè)試和酶降解測(cè)試對(duì)PBIS的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行

4、了表征。結(jié)果表明，隨著共聚酯中癸二酸摩爾含量的增加，PBIS的數(shù)均分子量先減小后增大，熔融溫度、熔融焓、結(jié)晶溫度和結(jié)晶焓單調(diào)增加，結(jié)晶能力、熱穩(wěn)定性和拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)，降解速率略有下降。
　　以過(guò)氧化二異丙苯(DCP)為引發(fā)劑，對(duì)PBI進(jìn)行了自交聯(lián)改性?？疾炝薉CP用量和固化時(shí)間對(duì)PBI自交聯(lián)反應(yīng)的影響，并對(duì)PBI自交聯(lián)體系的固化過(guò)程及交聯(lián)后PBI的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在固化溫度為155℃，DCP的用量為體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1％，固化

5、時(shí)間為4h時(shí)，PBI的自交聯(lián)效果較好;采用DSC考察了PBI自交聯(lián)體系的固化過(guò)程，通過(guò)Kissinger-Crane方程求得表觀活化能Ea為90.11KJ·mol-1，反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.998，指前因子A為2.44×1010，根據(jù)外推法求得凝膠溫度、固化溫度和后固化溫度分別為96.95℃、152℃和200.2℃; DSC和TG測(cè)試表明，固化4h的PBI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為98.0℃，較改性前提高了126.2℃，其初始分解溫度為296℃，有較