擴鏈改性聚乳酸嵌段共聚物的研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)都是被公認為的綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的大分子生物可降解材料。PLA從其原料來源——生物質的乳酸，經過脫水催化縮聚而成，并具有優(yōu)良的可生物降解性，以及與生物組織接觸不會釋放有毒物質，而是分解為無毒的生物質并被生物組織吸收性，以及力學性等以及具有一定可塑性的優(yōu)點，但是，目前直接縮聚合成的PLA相對分子質量還不是很高，以及低分子量的PLA容易吸水，降解速率高，保存時間短;同時，高分子量的PLA自身韌性

2、不強，透明性、耐熱性都比較差等缺點影響了加工及應用。為了提高PLA的相對分子質量，改善其柔韌性、耐熱性、延展性等，可以通過開發(fā)新工藝，或與有機小分子和PBS進行擴鏈改性。同樣，PBS主要是經過丁二酸和1，4-丁二醇脫水縮聚而成，也具有良好的可生物降解性，較好的柔韌性;具有與PE，PP的力學強度，以及可塑性。
　　首先，開發(fā)直接縮聚聚乳酸的新工藝，在少量甲苯溶液回流下除去乳酸溶液中大量水后，直接加入含有催化劑辛酸亞錫的甲苯/石油醚混

3、合比溶液，減壓縮聚，經FTIR、1H-NMR，結構表征成功合成了相對較高的高分子量的PLA。并且，按照試驗設計采用一次回歸正交設計分析，考察了直接縮聚中催化劑用量、聚合溫度、反應時間、以及體系真空度等有關影響因素，并利用快速登高法找到酯化縮聚反應實驗的最優(yōu)點。試驗得出，選用甲苯與石油醚(90～120℃)作為催化劑辛酸亞錫的溶液分散溶劑，滴加溫度100℃，0.065MPa;聚合溫度180℃，0.095MPa，反應8h，可得到高分子量聚乳酸

4、。
　　其次，由乳酸溶液經脫水縮聚制備得到預聚物PLA，再由丁二酸與1，4-丁二醇脫水縮聚制備得到預聚物PBS，最后在甲苯溶液中經六亞甲基二異氰酸酯(HDI)進行擴鏈縮聚，合成改性產物共聚物。經FTIR、1H-NMR對共聚物進行了表征結果合成得到了脂肪族聚氨酯PEU。GPC、DSC、XRD、TGA等測試方法分別對PLA、PBS和PLA-HDI-PBS進行了表征，其中當PLA、PBS和HDI按照n(-OH)與n(-NCO)的摩爾比為

5、1∶1.2時，目標物PLA-HDI-PBS的數均摩爾質量(Mn)達到75506，其摩爾質量分布Mw/Mn=2.4;另外，經HDI擴鏈改性后，目標物PLA-HDI-PBS的熔點升高、熔程變窄、結晶度下降，而且熱穩(wěn)定性得到了一定程度的提高，其柔韌性、延展性和耐熱性均有所增強。
　　最后，以丁二酸酐(SA)對PLA進行改性，得到了一種端羧基聚乳酸(PLA/SA)，并將丁二酸和丁二醇通過溶液縮聚反應合成端羧基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，然

6、后以2，2'-(1，3-亞苯基)-二噁唑啉(1，3-PBO)為擴鏈劑，將PLA/SA與PBS交聯(lián)，合成一新型含有芳香烴的聚酰胺共聚物(PLA-PBO-PBS)。采用FTIR、1H-NMR、GPC、DSC、XRD、TGA等測試手段分別對PLA/SA、PBS和PLA-PBO-PBS進行了表征。結果表明:擴鏈劑1，3-PBO將PLA/SA和PBS成功交聯(lián)，得到了目標物PLA-PBO-PBS;采用1，3-PBO進行擴鏈改性，能有效提高目標物的摩