二氧化碳共聚物的合成與性能研究.pdf

1、本研究提出了負(fù)載羧酸鋅催化二氧化碳、環(huán)氧丙烷和馬來(lái)酸酐三元聚合的陰離子配位機(jī)理，聚合體系中馬來(lái)酸酐的引入導(dǎo)致環(huán)氧丙烷相對(duì)量減少，聚合體系中黏度增大，聚合物增長(zhǎng)鏈段難以擴(kuò)散，容易導(dǎo)致聚合物鏈增長(zhǎng)終止，相應(yīng)所得聚合物產(chǎn)率和分子量就會(huì)降低。聚合物PPCMA主鏈上含有雙鍵，高溫條件下會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而提高了聚合物的熱穩(wěn)定性能。研究了聚合物PPCMA的熱降解行為，聚合物PPCMA熱降解機(jī)理分為兩步，首先進(jìn)行無(wú)規(guī)斷鏈，隨后進(jìn)行解拉鏈反應(yīng)。

2、 首次采用熱壓交聯(lián)、動(dòng)態(tài)交聯(lián)、共聚合交聯(lián)和熱引發(fā)交聯(lián)四種辦法制備得到交聯(lián)PPCMA，研究了交聯(lián)條件和交聯(lián)方式對(duì)所得交聯(lián)聚合物凝膠含量、熱性能和機(jī)械性能的影響。結(jié)果表明，熱壓交聯(lián)所得聚合物的凝膠含量受交聯(lián)溫度、交聯(lián)時(shí)間、交聯(lián)劑用量以及聚合物的分子量和雙鍵含量影響，其中交聯(lián)溫度的影響明顯，170℃交聯(lián)反應(yīng)迅速，所得交聯(lián)聚合物凝膠含量最高達(dá)到89.45％。交聯(lián)劑DCP用量為聚合物重量的0.6％為宜，過(guò)多的交聯(lián)劑用量會(huì)引起聚合物降解。高分子量聚

3、合物交聯(lián)效果明顯，雙鍵含量高的聚合物交聯(lián)引發(fā)速度快。動(dòng)態(tài)交聯(lián)法過(guò)程簡(jiǎn)單，也能達(dá)到熱壓交聯(lián)的效果。共聚合交聯(lián)法能夠促進(jìn)聚合物產(chǎn)率的提高。聚合物PPCMA熱引發(fā)交聯(lián)主要取決于其中雙鍵的含量。通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)聚合物PPCMA的熱性能和機(jī)械性能得到明顯提高。 利用價(jià)格低廉的己二酸鋅實(shí)現(xiàn)了催化二氧化碳、環(huán)氧丙烷和馬來(lái)酸酐共聚合制備三元聚合物PPCMA。與負(fù)載羧酸鋅催化聚合的結(jié)果一致，隨著馬來(lái)酸酐的加入，聚合體系中黏度增大，容易造成鏈終止，導(dǎo)致

4、己二酸鋅催化三元共聚合產(chǎn)率逐漸下降，所得聚合物分子量也降低。聚合物PPCMA的性能主要受其分子量大小的影響，隨著PPCMA中馬來(lái)酸酐含量增加，聚合物分子量降低，其中聚醚含量增加，因此玻璃化溫度和拉伸強(qiáng)度逐漸減小。同樣由于聚合物主鏈上雙鍵的交聯(lián)作用，其熱穩(wěn)定性隨馬來(lái)酸酐含量的增加而提高。 為了提高PPC的熱性能和機(jī)械性能，在二氧化碳和環(huán)氧丙烷聚合體系中引入苯酐(PA)共聚合，聚合結(jié)果顯示，苯環(huán)的引入有利于Zn-O的活化和插入，聚合

5、效果高于二氧化碳、環(huán)氧丙烷和馬來(lái)酸酐的三元聚合。由于聚合物分子量增加和主鏈中苯環(huán)的引入，增加了主鏈的剛性和鏈間作用力，因此聚合物熱性能和機(jī)械性能得到很大提高。 制備了多配體負(fù)載催化劑，應(yīng)用于二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚合反應(yīng)。聚合結(jié)果顯示，該催化體系能夠高產(chǎn)率得到超高分子量的聚碳酸亞丙酯(PPC)；聚合反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成PPC的產(chǎn)率和分子量都有影響，反應(yīng)時(shí)間降低，聚合產(chǎn)率下降，但聚合物分子量增加；反應(yīng)壓力對(duì)聚合反應(yīng)產(chǎn)率沒(méi)有影響，壓力降低，