端基改性聚乳酸共聚物的擴(kuò)鏈研究及其表征.pdf

1、本論文主要用端基改性劑和二異氰酸酯對(duì)聚乳酸進(jìn)行改性和擴(kuò)鏈研究，并探索三嵌段聚乳酸共聚物的合成。
　　 選用端羥基改性劑ε-己內(nèi)酯（ε-caprolactone，ε-CL）、1，4-丁二醇(1，4-butanediol，BDO)、二乙醇胺(diethanolamine，DEA)和端羧基改性劑丁二酸酐(succinic anhydride，SA)、已二酸(adipic acid，AA)、檸檬酸(citric acid，CA)分別與乳

2、酸在0.098 MPa壓力條件下，以辛酸亞錫[Sn(Oct)2]為催化劑，采用梯度控溫法合成了幾種端羥基聚乳酸共聚物[P(LA/CL)、P(LA/BDO)、P(LA/DEA)]和端羧基聚乳酸共聚物[P(LA/SA)、P(LA/CA)、P(LA/AA)]。用烏氏粘度法、傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、核磁共振分析(1H-NMR)、示差掃描量熱分析(DSC)、熱重分析(TGA)、X-射線衍射分析(XRD)等對(duì)共聚物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明

3、，三種端羥基聚合物的Tg均比PLA的小，降低了聚乳酸的剛性，起到了一定的增塑作用；各聚合物熱穩(wěn)定性較好，為一步分解；P(LA/CL)和P(LA/BDO)的結(jié)晶度比PLA的有所降低，柔韌性增強(qiáng)，而P(LA/DEA)為無定型聚合物，這種無定型結(jié)構(gòu)有利于材料的降解。用異氟爾酮二異氰酸酯(3-Isocyanatomethyl-3，5，5-trimethylcyclohexyl isocyanate，IPDI)擴(kuò)鏈后，分子量均有增大；三種端羧基共

4、聚物的Tg均比PLA的小，降低了聚乳酸的剛性；TGA結(jié)果表明各共聚物熱穩(wěn)定性提高，為一步分解；XRD分析得出P(LA/SA)和P(LA/AA)比PLA的結(jié)晶度有所升高，而P(LA/CA)的結(jié)晶度略微降低，說明可通過調(diào)節(jié)乳酸和改性劑的配比來調(diào)節(jié)材料的力學(xué)性能。此端基聚乳酸共聚物的合成方法簡(jiǎn)單可行，成本低廉，為后續(xù)采用擴(kuò)鏈等反應(yīng)合成高分子量的PLA提供了有效的活性低聚物。
　　 探討了P(LA/CL)的最佳合成工藝條件為：壓力0.0

5、98MPa，原料配比n(D，L-LA)：n(ε-CL)=8：2，催化劑Sn(Oct)2用量為0.8％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），采用梯度控溫法，最后聚合溫度為170℃，聚合反應(yīng)時(shí)間7h。合成的系列P(LA/CL)中的最大Mη可達(dá)20785。
　　 以乳酸、ε-己內(nèi)酯、丁二酸酐為單體原料，在0.098MPa壓力條件下，以辛酸亞錫[Sn(Oct)2]為催化劑，采用梯度控溫法合成了三嵌段聚乳酸共聚物，用IPDI對(duì)其擴(kuò)鏈。產(chǎn)物用烏氏粘度法、FT

6、-IR、1H-NMR、TGA及XRD等手段進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：由FT-IR和1H-NMR測(cè)試結(jié)果得出三嵌段聚乳酸共聚物合成成功；幾種合成方法中，先合成端羥基低聚物P(LA/CL)，再加第三種單體SA與之共聚來合成三嵌段共聚物[P(LA/CL-SA)]分子量最高。IPDI擴(kuò)鏈后的產(chǎn)物分子量提高不多，可能的原因是IPDI為端羥基型擴(kuò)鏈劑，對(duì)端羧基封端的聚合物擴(kuò)鏈效果不明顯。TGA測(cè)試結(jié)果表明P(LA/CL-SA)的熱穩(wěn)定性比PLA的低，為