本文選題：生物降解高分子 + 生物基　； 參考：《北京化工大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：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(duì)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(duì)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-辛二酸乙二醋)(PESSub)體系通過熔融縮聚法合成了高分子量的PESSub共聚酯,并研究了辛二酸乙二酯(ESub)含量變化對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)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(zhǎng)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(duì)比共聚單體鏈長(zhǎng)對(duì)PES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(dòng)性更好。共聚單體鏈長(zhǎng)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(duì)PEIS熱性質(zhì)、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(shí),PEIS的成核密度和球晶生長(zhǎng)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(shí),樣品的結(jié)晶方式轉(zhuǎn)變溫度隨之降低。4.含有正辛基支鏈的支化PES體系設(shè)計(jì)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)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 PES的動(dòng)態(tài)復(fù)黏度、儲(chǔ)能模量和損耗模量。此外,引入支鏈后明顯延長(zhǎng)了 PES在堿性環(huán)境下的使用時(shí)間。本學(xué)位論文制備了系列不同結(jié)構(gòu)和性能的PES基共聚酯,這些共聚酯力學(xué)性能和降解性能良好,并可以通過共聚單體的種類和含量進(jìn)行調(diào)控。本研究對(duì)PES基共聚酯結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系有了進(jìn)一步理解,可為其他生物降解聚酯的研究提供借鑒作用。
[Abstract]:A biodegradable polyester with high molecular weight was prepared by melt polycondensation , and its mechanical properties , degradation behavior and crystallization behavior were studied . A branched PES containing n - octyl branched chain was designed and prepared . The effects of branching and its content on the thermal properties , crystallization behavior , rheological behavior and degradation behavior of PES were studied .
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O633.14

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2017769