發(fā)布時間：2020-06-06 05:09

【摘要】：目前,生物基聚合物引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大興趣。其中基于糖類的生物基單體引起了人們的極大關(guān)注,因為它們不僅來源廣泛,它們還能給聚合物提供高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)值、機(jī)械強(qiáng)度、透明度和紫外線穩(wěn)定性,因此可以用它們來改性聚酯、聚碳酸酯和聚氨酯等。但是,這些生物基單體仍然存在一些缺點,比如反應(yīng)活性低,熱不穩(wěn)定。因此尋找一種廉價的、可再生的,同時具有理想的反應(yīng)活性與熱穩(wěn)定性的剛性單體具有重要意義。1、我們研究了一種基于樟腦的生物基二醇(1R,3S)-(1)-順-1,2,2-三甲基環(huán)戊烷-1,3-二甲醇(TCDM)。由于存在三甲基取代的環(huán)戊烷結(jié)構(gòu),TCDM被認(rèn)為具有較高的剛性和熱穩(wěn)定性。我們合成了一系列基于TCDM的均聚酯。為了探究三個甲基和環(huán)戊烷對于樟腦醇剛性的貢獻(xiàn),我們用類似的方法合成了基于1,3-環(huán)戊烷二甲醇(CPDM)和1,6-己二醇(HDO)的均聚酯�；趯Ρ蕉姿岫柞ズ蚑CDM的均聚酯(PTT)具有相對較高的T_(5%),T_g值和楊氏模量,分別為342oC,115oC和1857 MPa。本章成功的證明了TCDM是一個具有熱穩(wěn)定性和理想反應(yīng)活性的剛性單體。2、為了改善聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)低、降解速率慢和脆性的缺點,同時為了保持共聚酯較高的結(jié)晶性能和力學(xué)性能,分別采用熔融縮聚(MP)和反應(yīng)性共混(RB)兩種聚合方法合成了基于TCDM的PBS共聚酯。首先,以TCDM、1,4-丁二醇(B)和丁二酸二甲酯(S)為原料,經(jīng)MP后得到無規(guī)共聚酯(簡稱RPT_xB_yS)。然后將丁二酸二甲酯分別與1,4-丁二醇和TCDM縮聚,得到均聚酯PBS和PTS,然后通過RB得到嵌段共聚酯(簡稱BPT_xB_yS)。隨著TCDM含量的增加,T_g逐漸增加,具有相同含量的TCDM的RPT_xB_yS和BPT_xB_yS的熱穩(wěn)定性沒有明顯差異。TCDM的嵌入顯著提高了材料的T_g值和降解性能,對于半結(jié)晶共聚酯來說,其晶體結(jié)構(gòu)與PBS的單斜晶體結(jié)構(gòu)一致。與RPT_xB_yS相比,BPT_xB_yS中存在更長的PBS序列,因此,當(dāng)TCDM含量相同時,BPT_xB_yS具有更高的熔點、結(jié)晶速率和機(jī)械強(qiáng)度。3、聚(2,5-呋喃二甲酸-乙二醇酯)(PEF)作為一種生物基聚合物,具有廣泛應(yīng)用前景,與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,PEF具有更高的T_g值和更優(yōu)異的氣體阻隔性能,受到了人們的廣泛關(guān)注。本章以乙二醇(EG),2,5-呋喃二甲酸二甲酯(DMFD)和TCDM為原料,通過熔融縮聚(MP)和反應(yīng)性共混(RB)制備了兩個系列的生物基共聚酯聚(2,5-呋喃二甲酸-乙二醇樟腦醇酯)(RPT_xE_yF和BPT_xE_yF)。用~1H-NMR和~(13)C-NMR測定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)、組成及序列分布。RPT_xE_yF表現(xiàn)出無規(guī)共聚物的特性,而BPT_xE_yF則表現(xiàn)出嵌段共聚酯的特性,且發(fā)生了相分離。其組成可由EG與TCDM的投料摩爾比控制。分別采用GPC、DSC和TGA對其分子量、熱性能與熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。DSC結(jié)果表明,RPT_xE_yF和BPT_xE_yF是無定形的,隨著TCDM含量的增加,RPT_xE_yF和BPT_xE_yF的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)逐漸升高。
【圖文】：

圖 1.1 L-酒石酸結(jié)構(gòu)Figure 1.1 The structure of L-tartaric acid derivatives圖 1.2 基于 L-酒石酸衍生物的聚酯Figure 1.2 Polyesters based on L-tartaric acid derivatives二甲基酯2,3-O-異亞丙基-L-酒石酸（b）與烷基二醇反應(yīng)，第二丙基-L-酒石酸（a）與二酸氯化物反應(yīng)（圖1.1，1.2）。對異丙制備了結(jié)構(gòu)明確的聚酯材料。

圖 1.2 基于 L-酒石酸衍生物的聚酯Figure 1.2 Polyesters based on L-tartaric acid derivatives二甲基酯2,3-O-異亞丙基-L-酒石酸（b）與烷基二醇反應(yīng)，第二丙基-L-酒石酸（a）與二酸氯化物反應(yīng)（圖1.1，1.2）。對異丙制備了結(jié)構(gòu)明確的聚酯材料。2,3-二甲氧基-亞甲基-L-酒石酸和二甲基酯 2,3-二甲氧基-亞甲基丁二醇酯（PBS）中，核磁共振碳譜表明 L-酒石酸是隨機(jī)排布些聚合物顯示出較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。與 PBS 相比，較低。在 PBS 的鏈段上，由于 L-酒石酸的存在降低了 PBS 的聚酯的拉伸強(qiáng)度，但其斷裂伸長率和彈性模量提高。L-酒石酸高了它的水解能力，并增加了它對脂肪酶的敏感性。共聚酯的于聚合物的成分和重復(fù)糖單元的功能。一般來說，這些完全含于聚烷基二羧酸類的熱穩(wěn)定性。糖基單體提高了聚合物鏈的剛可以提高 68-70 oC。另外，這些聚合物的表現(xiàn)出更強(qiáng)的水解和
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ317

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本文編號：2699208