本文關(guān)鍵詞：聚丁二酸丁二醇酯的降解性能調(diào)控　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近年來,由于不可降解高分子材料引起的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,可生物降解高分子材料作為一種環(huán)境友好型材料正逐漸進(jìn)入研究者的視野,并引起人們的關(guān)注。其中聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具備較高的熔點(diǎn)、良好的熱穩(wěn)定性和綜合的力學(xué)性能,使其理論研究和實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值越發(fā)顯著。為了擴(kuò)大PBS的應(yīng)用范圍,延長使用壽命和儲存時(shí)間,并能在使用后不影響其降解性能,本文采用改變分子端基結(jié)構(gòu)的方法對PBS進(jìn)行改性,以達(dá)到控制降解速率的目的。本文以丁二酸、1,4-丁二醇為原料,采用直接熔融縮聚的方法合成出分子量不同的羥基封端PBS,通過粘度測定、紅外吸收光譜(FT-IR)、核磁氫譜(1H-NMR)等測試手段考察了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。用差示掃描量熱法(DSC)、生物降解實(shí)驗(yàn)等手段對其熱性能和降解性能進(jìn)行分析。然后從改變PBS的端基結(jié)構(gòu)著手,分別以馬來酸酐(MA)和環(huán)氧氯丙烷(ECH)為封端劑,同時(shí)采用在聚合過程中加入不同比例的封端劑進(jìn)行封端和在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行密煉擠出封端兩種方法對PBS進(jìn)行端基改性,對改性前后產(chǎn)物的降解性能以及熱降解過程和機(jī)理進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)采用熔融縮聚的方法,合成了四種分子量不同的PBS,考察了分子量對結(jié)晶度的影響,在酶緩沖液中對不同分子量的PBS降解性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,PBS在酶緩沖液中表現(xiàn)出了良好的降解性;分子量提高后,PBS的結(jié)晶度下降,但降解性提高,說明端基含量對其降解性能影響較大。(2)通過在PBS合成反應(yīng)中加入不同含量的馬來酸酐和環(huán)氧氯丙烷得到封端產(chǎn)物PBS-MAa和PBS-ECHa,并測定了其降解性能。對比三種不同端基結(jié)構(gòu)的PBS,發(fā)現(xiàn)其降解速率依次為:PBS-OHPBS-MAaPBS-ECHa,封端改性其降解性能效果明顯,不同的封端劑對其降解性能的影響不同。(3)在雙螺桿擠出機(jī)中,通過加入不同比例的MA和ECH,得到一系列封端率不同的PBS-MAb和PBS-ECHb,對比了其對降解性能的影響。測定其紅外圖譜、吸水率以及降解性能和降解前后的形貌對比發(fā)現(xiàn),改性后的PBS的吸水率均較改性前下降;當(dāng)MA的加入量為3%時(shí),降解速率最慢,50d降解5wt%左右,當(dāng)ECH的加入量為4%時(shí),降解速率達(dá)到最低值,僅為3wt%左右,而改性前的PBS-OH在酶緩沖液中降解50d降解15wt%左右。密煉改性效果優(yōu)于聚合反應(yīng)封端效果。(4)用熱重分析法對PBS-OH、PBS-MA和PBS-ECH的熱降解過程和機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明PBS-OH、PBS-MA和PBS-ECH的熱降解溫度分別是378.4℃、381.5℃、384.2℃;改性前后產(chǎn)物的熱降解過程均為一步反應(yīng),反應(yīng)級數(shù)均接近1,說明端基的改變并未改變其熱降解機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O633.14

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