聚丁二酸乙二酯基可降解共聚酯的合成、結(jié)晶行為和性能的研究.pdf

1、聚丁二酸乙二酯(PES)是一種具有良好發(fā)展前景的生物降解聚酯，其力學(xué)性能優(yōu)異，原料可從生物質(zhì)資源中獲取，因此逐漸受到越來越多的關(guān)注。為拓寬其應(yīng)用范圍，使其可以滿足不同方面的需求，本學(xué)位論文通過共聚的方法對其改性，得到系列不同結(jié)構(gòu)和性能的生物基PES共聚酯，并系統(tǒng)研究了共聚單體種類和含量對PES結(jié)晶行為和性能的影響規(guī)律。具體的研究結(jié)果如下:
　　1.聚（丁二酸乙二酯-co-辛二酸乙二酯）(PESSub)體系
　　通過熔融縮聚法

2、合成了高分子量的PESSub共聚酯，并研究了辛二酸乙二酯(ESub)含量變化對PESSub性質(zhì)和性能的影響規(guī)律。PESSub具有良好的力學(xué)性能，ESub含量的增加有效提高了樣品的斷裂伸長率，也使其楊氏模量有所下降。同PES相比，PESSub在堿性條件下的降解速率更低。在等溫冷結(jié)晶過程中，PESSub和PES的結(jié)晶機(jī)理相同，樣品的等溫冷結(jié)晶速率隨ESub含量的增加逐漸降低。此外，聚辛二酸乙二酯在所研究的溫度范圍內(nèi)為典型的雙環(huán)帶球晶，并發(fā)生

3、結(jié)晶方式Ⅲ到結(jié)晶方式Ⅱ的轉(zhuǎn)變。
　　2.聚（丁二酸乙二酯-co-癸二酸乙二酯）(PESSe)共聚體系
　　成功制備了全生物基PESSe共聚酯，并研究了其力學(xué)性能、降解行為和結(jié)晶行為。PESSe共聚酯具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的力學(xué)性能，隨著癸二酸乙二酯(ESe)含量的增加，樣品的斷裂伸長率增加，屈服強(qiáng)度和楊氏模量降低。ESe含量的增加有效阻礙了PESSe在堿性條件下的降解過程，樣品降解后的表面粗糙程度也隨ESe含量的增加而逐漸

4、減小。隨著ESe含量的增加，PESSe的熔點(diǎn)和平衡熔點(diǎn)逐漸下降，但是其鏈段運(yùn)動性有了明顯提升。提高ESe含量并不改變PESSe的等溫熔體結(jié)晶機(jī)理，但降低了其等溫熔體結(jié)晶速率。同一結(jié)晶溫度下，PESSe的成核密度和球晶生長速率均隨著ESe含量的增加而下降。與PES相比，PESSe的非等溫冷結(jié)晶能力較差，且隨著ESe含量的增加，樣品結(jié)晶能力逐漸減弱。Ozawa方程可以較好地處理PES和PESSe的非等溫冷結(jié)晶過程。通過對比共聚單體鏈長對PE

5、S基共聚酯結(jié)晶行為和降解行為的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)PESSub共聚酯的結(jié)晶速率較快，而PESSe共聚酯的鏈段運(yùn)動性更好。共聚單體鏈長的增加可以減緩PES基共聚酯在堿性條件下的降解過程。因此，改變共聚單體結(jié)構(gòu)和含量可有效調(diào)節(jié)PES基共聚酯的性質(zhì)和性能。
　　3.聚（丁二酸乙二酯-co-丁二酸異山梨酯）(PEIS)共聚體系
　　通過引入剛性單體異山梨醇，合成了全生物基的PEIS共聚酯，并研究了丁二酸異山梨酯(IS)含量對PEIS熱性質(zhì)

6、、結(jié)晶行為和球晶形貌的影響規(guī)律。IS組分的引入提高了PEIS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，降低了其熔點(diǎn)和平衡熔點(diǎn)。PEIS和PES的晶體結(jié)構(gòu)相同，樣品的結(jié)晶度隨IS含量的提高逐漸下降。同PES相比，PEIS的等溫熔體結(jié)晶速率較低。在相同的結(jié)晶溫度下，IS含量增加時，PEIS的成核密度和球晶生長速率也隨之下降。另外，PEIS共聚酯和PES均發(fā)生結(jié)晶方式Ⅲ到結(jié)晶方式Ⅱ的轉(zhuǎn)變，IS含量提高時，樣品的結(jié)晶方式轉(zhuǎn)變溫度隨之降低。
　　4.含有正辛基支鏈

7、的支化PES體系
　　設(shè)計并制備了含有正辛基支鏈的支化PES，研究了支鏈的引入及其含量變化對PES熱性質(zhì)、結(jié)晶行為、流變行為和降解行為的影響。支鏈的引入不影響PES的晶體結(jié)構(gòu)，只降低了其結(jié)晶度。引入支鏈提高了PES的鏈段運(yùn)動性，降低了其熔點(diǎn)和熔融焓。同線形PES相比，支化PES的等溫熔體結(jié)晶速率和球晶速率生長速率也較低，但是支化PES和線形PES的等溫熔體結(jié)晶機(jī)理相同。線形PES和支化PES均是典型的非牛頓流體，引入支鏈明顯降低了