聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的改性研究.pdf

1、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種具有完全生物降解性能的高分子聚酯塑料，其合成原料來源既可以是石油資源，也可以通過生物資源發(fā)酵得到，受到科技和產(chǎn)業(yè)界高度關注。與其它生物可降解塑料相比，PBS力學性能十分優(yōu)異，耐熱性能好，熱變形溫度接近100℃。但PBS相對分子質(zhì)量低，熔融指數(shù)高，力學性能較差，且在實際合成過程中，由于對壓力和真空度的要求較高，生產(chǎn)成本高，導致其應用受到一定的限制。
　　 針對以上不足，本論文從3個方面對聚丁二酸丁二

2、醇酯(PBS)進行了改性：六亞甲基二異氰酸酯(HDI)擴鏈改性聚丁二酸丁二醇酯(PBS)；與改性后的無機填料-碳酸鈣晶須共混制備PBS/改性碳酸鈣晶須復合材料；用4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)增容天然高分子材料大豆分離蛋白(SPI)與PBS共混，制備PBS/大豆分離蛋白復合材料。并對上述3種改性材料的性能進行分析和研究。
　　 本文的主要研究內(nèi)容和結論包括：選用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)作為擴鏈劑，在密煉機里熔融共混

3、反應制備擴鏈的PBS。并對純的PBS與擴鏈改性后的PBS進行了表征，通過紅外光譜、特性粘度、力學性能測試、熔融指數(shù)、熱重分析等的測試對擴鏈產(chǎn)物進行分析。結果表明，擴鏈劑HDI與PBS發(fā)生了有效的擴鏈反應，形成了新的基團氨甲基。在擴鏈之后聚合物的粘度增大，材料的拉伸強度、斷裂伸長率及彎曲強度都得到不同程度的提升，熔融指數(shù)升高。當擴鏈溫度為150℃，HDI與PBS摩爾比為2.5:1時，綜合性能最佳，與純PBS相比，粘度增大了81.3％，拉伸

4、強度和斷裂伸長率分別提升了16％和79.4％，彎曲強度增大了27％，熔融指數(shù)從39.2g/10min降到14.91g/10min。加入HDI擴鏈使得PBS的熔點提高，結晶度降低。HDI擴鏈PBS是一種提高PBS的分子量、力學性能和加工性能的可行方法。
　　 對碳酸鈣晶須用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570進行表面改性，將改性后的碳酸鈣晶須與PBS在密煉機中進行共混，制備PBS/碳酸鈣晶須復合材料，通過對復合材料的力

5、學測試、熱學測試、廣角X射線衍射及斷面掃面電鏡測試，研究碳酸鈣晶須含量對于材料性能的影響。碳酸鈣晶須的加入沒有改變PBS的晶型，發(fā)現(xiàn)5％左右的碳酸鈣晶須和樹脂基體具有良好的粘接界面，此時復合材料呈脆性斷裂，復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、熔點及結晶度達到了最大值。當含量進一步增加時，轉變?yōu)轫g性斷裂，拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、熔點及結晶度呈下降趨勢。由于碳酸鈣晶須的熱穩(wěn)定性好，碳酸鈣晶須的填充使復合材料的熱分解溫度升高。<

6、br>　　 將大豆分離蛋白(SPI)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)在密煉機中進行共混反應，制備了PBS/大豆分離蛋白復合材料。改變大豆分離蛋白(SPI)的添加量，討論SPI的含量對PBS/SPI復合材料的力學性能、熔融指數(shù)、降解性能的影響，并對PBS/大豆分離蛋白復合材料進行紅外、X射線衍射、熱重分析、斷面掃描電鏡等測試。MDI與SPI中的-NH2-、-NH-、-OH基團以及PBS中的-OH發(fā)生

7、了反應，起到了增容的作用。復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率都隨大豆分離蛋白含量的增加而降低。當大豆分離蛋白(SPI)含量較低時(小于20％)，復合材料的彎曲強度隨著大豆分離蛋白含量的增加而增大，此時大豆分離蛋白起到了增強的作用；SPI含量大于20％時，彎曲強度隨著SPI含量的增大而減小，而彎曲模量隨著SPI含量的增加而明顯增大。SPI的加入有效地增大了熔融指數(shù)，便于復合材料的流延及吹塑成型加工。但SPI的加入使復合材料的熔融溫度及熱分解溫