聚丁二酸乙二醇酯及其共聚物的合成和結(jié)晶行為的研究.pdf

1、生物降解聚酯具有良好的生物降解性，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料是解決環(huán)境污染問題的一條重要途徑。其中，聚丁二酸乙二醇酯(PES)是一種具有良好發(fā)展前景的生物降解聚酯，其相關(guān)性能引起人們廣泛的關(guān)注。為了滿足不同方面的需求，我們通過共聚或復(fù)合的方法對其改性，得到一系列性能多樣化的PES基高分子材料。同時，我們還對長鏈聚酯的相關(guān)性能進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。具體的研究結(jié)果如下:
　　1.聚（丁二酸乙二醇酯-co-丁二酸辛二醇酯）(PEOS)共聚體系

2、　　通過熔融縮聚法制備了一系列的PEOS共聚物，并利用多種手段研究了丁二酸辛二醇酯(OS)單元對PES基體性能的影響規(guī)律。OS單元的加入未改變PEOS的晶體結(jié)構(gòu)，但其結(jié)晶度有一定的降低。在非等溫結(jié)晶過程中，PEOS的結(jié)晶能力隨著OS組分含量的增加而下降。在等溫結(jié)晶過程中，隨著OS組分含量的增加和結(jié)晶溫度的升高，PEOS的結(jié)晶能力逐漸變?nèi)酰浣Y(jié)晶機(jī)理未發(fā)生變化。由于OS組分的稀釋作用，PEOS的平衡熔點比PES低。偏光顯微鏡觀察結(jié)果表明

3、，PEOS的球晶尺寸隨著OS含量的增加和結(jié)晶溫度的升高而變大。測試溫度范圍內(nèi)，PEOS和PES的球晶生長速率與結(jié)晶溫度的關(guān)系呈典型的鐘形，且球晶生長速率隨OS含量增加而變慢。在研究的結(jié)晶溫度范圍內(nèi)，樣品存在結(jié)晶方式轉(zhuǎn)變，并且其結(jié)晶方式轉(zhuǎn)變溫度隨著OS組分的增加而逐漸降低。
　　2.聚(丁二酸乙二醇酯-co-丁二酸癸二醇酯)(PEDS)共聚體系
　　通過熔融縮聚法制備一系列高分子量的PEDS共聚物。丁二酸癸二醇酯(DS)單元加

4、入，抑制了PEDS的非等溫和等溫結(jié)晶速率，但并未改變其晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶機(jī)理。PES和PEDS的球晶形貌和生長速率測試結(jié)果表明，所有樣品的生長速率和結(jié)晶溫度呈典型的鐘形關(guān)系。在相同的結(jié)晶溫度下，隨著DS組分的增加，PEDS的生長速率逐漸變慢。靜態(tài)力學(xué)測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入DS單元后，PEDS的斷裂伸長率明顯變大，而屈服強(qiáng)度和楊氏模量有一定地降低。樣品的降解行為表明，共聚DS單元后，PEDS的降解速率比PES慢。
　　3.聚(丁二酸乙二醇酯

5、-co-13 mol％丁二酸癸二醇酯)(PEDS87)/羧基修飾的碳納米管(f-MWCNTs)納米復(fù)合材料體系
　　通過溶液成膜法將f-MWCNTs加入到基體中制備PEDS87/f-MWCNTs納米復(fù)合材料。掃描電鏡結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)f-MWCNTs的含量為0.2 wt％時，f-MWCNTs均勻地分散在PEDS87基體中，當(dāng)含量上升至0.5 wt％時，f-MWCNTs發(fā)生了明顯的團(tuán)聚。與PEDS87相比，f-MWCNTs的加入可以使納米

6、復(fù)合材料的結(jié)晶能力明顯提高。同時，通過Avrami方程分析其等溫結(jié)晶動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，f-MWCNTs含量和結(jié)晶溫度的變化未改變復(fù)合材料的結(jié)晶機(jī)理。加入f-MWCNTs，復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度未發(fā)生明顯變化。同時，相對于PEDS87，納米復(fù)合材料的儲能模量大幅度提高。f-MWCNTs的加入阻礙了PEDS87分子鏈的運(yùn)動，導(dǎo)致復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比PEDS87高。
　　4.聚（已二酸辛二醇酯-co-丁二酸辛二醇酯）(POAS)共聚

7、體系
　　通過熔融縮聚法制備了一系列的POAS共聚酯。加入OS單元后，POAS的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度均未發(fā)生明顯的變化。與均聚物聚已二酸辛二醇酯(POA)相比， POAS的非等溫和等溫結(jié)晶能力均變?nèi)酰Y(jié)晶機(jī)理并未發(fā)生變化。與POA相比，POAS的平衡熔點隨著OS組分的增加而降低。在相同結(jié)晶溫度下，POAS的球晶尺寸隨著OS組分的增加逐漸變大，球晶生長速率隨著OS組分的增加和結(jié)晶溫度的升高逐漸變慢。
　　本學(xué)位論文的目的不僅是研