可生物降解聚酯P(ES-co-DGA)和P(BS-co-DGA)的合成及性能比较

通过改变二乙醇酸(DGA)的含量,将其与乙二醇、1,4-丁二醇进行缩聚反应,得到了P(ES-co-DGA)和P(BS-co-DGA)共聚物,采用1H-NMR表征化学结构,并对共聚物的相对分子质量(Mn)、热性能、力学性能、降解性等进行比较研究。结果表明:随着DGA的增加,两种共聚物的熔点(Tm)均呈下降趋势,但P(ES-co-DGA)的玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,P(BS-co-DGA)的Tg却变化不大;所有共聚物的热分解温度(Td)(失重2%)均在300℃左右。当DGA含量为50%时,P(BS-co-DGA)的最大断裂伸长率可达到921%;当DGA含量为20%时,P(ES-co-DGA)的最大断裂伸长率可达到853%。随着DGA的增加,P(BS-co-DGA)的降解速率增大;当DGA含量为10%以上时,P(BS-co-DGA)的降解性能逐渐降低。     

二酸和二醇改性聚丁二酸丁二醇酯的性能比较

采用二酸[二乙醇酸(DGA)]和二醇[1,4-环己烷二甲醇(1,4-CHDM)]分别对PBS进行共聚改性。通过热分析、WAXD、拉力试验等对共聚物的性能进行了比较研究。结果表明:相比PBS,共聚物的球晶尺寸有所减小,结晶度降低。无论是酸还是醇的改性都使共聚物的柔韧性增强,断裂伸长率提高了近两倍。热分析结果还表明:相比PBS的Tg(-34℃),具有立体构造1,4-CHDM的添加,使P(BS-co-CHDM)的Tg上升为-28℃;线性结构DGA的添加,使P(BS-co-DGA)的Tg下降到-37℃,但tanδ都是增大的。热分解温度(失重率为5%时)仍在300℃以上,说明共聚物仍具有良好的热稳定性。     

乳酸、己内酯对聚丁二酸丁二醇酯共聚改性的合成研究

采用环境友好的有机钛催化剂,以不同摩尔比的乳酸(LA)、己内酯(CL)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行了共聚改性,得到了PBS-co-PCL、PBS-co-PLA二元无规共聚物和PBS-co-PCL-co-PLA三元无规共聚物。对添加第3种组分不同的量对共聚物的相对分子质量、化学结构和热性质的影响等进行了研究。结果表明采用有机钛催化剂、反应时间在2~4 h内得到了数均相对分子质量7万以上的共聚物,分子质量分布在2左右;所有共聚物热分解温度(热失重2%时)和PBS相比没有大的降低,都在300℃以上;三元共聚物也有良好的热稳定性。     

不同结构低分子质量PBS基共聚物的性能

通过控制反应条件的方法,以己二酸(BA)、乙二醇(EG)、己二醇(HS)作为改性PBS的共聚单体,合成了几种低分子质量的PBS基共聚物。采用1H-NMR、FT-IR表征了共聚物的化学结构;WXRD、TGA、DSC对共聚物的性能进行了研究。结果表明:酯化时间为2 h,抽真空时间在30 min以内时,能够得到数均分子质量5 000以上的PBS基共聚物。对于相近分子质量的不同共聚物,聚合后结晶形态没有明显变化,但结晶度和熔点都有所下降;相比PBS,P(BS-co-BA)和P(BS-co-EG)的热分解温度都有所增加,而P(BS-co-HS)的有所降低,但分解温度仍在300℃以上。     

PBS基三元共聚物的合成及性能研究

在PBS主链中同时引入己内酯(CL)和1,4-环己烷二甲醇(1,4-CHDM),或CL和二乙醇酸(DGA)得到了PBS-co-PCL-co-CHDM和PBS-co-PCL-co-DGA三元共聚物。通过1H-NMR、FTIR对三元共聚物的结构进行了表征,并采用热分析、广角X射线衍射分析和拉力试验比较了三元共聚物的性能。结果表明:随着CL、1,4-CHDM、DGA的引入,三元共聚物的结晶尺寸有所减小,结晶度降低,与PBS相比晶型略有变化;并且tanδ均增大,而储能模量均降低;在CL同时存在的条件下,1,4-CHDM的加入使共聚物的的玻璃化温度(Tg)上升为-30℃,DGA的加入却使Tg下降为-36℃,但二者的热分解温度仍在300℃以上;改性后三元共聚物的柔韧性增强断,裂伸长率显著提高。     

己二醇改性PBS共聚酯的酶催化降解及溶剂效应

采用己二醇对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性,合成了不同比例、分子质量均在6×105左右的聚丁二酸丁二醇/己二醇酯(PBSH),并以其为底物分别在2种不同的有机溶剂氯仿(CHCl3)和四氢呋喃(THF)中,研究了洋葱假单胞菌(PC)脂肪酶对其催化降解规律和溶剂效应。以GPC测试了共聚物降解前后的分子质量变化;以TG分析了酶降解共聚物前后热性能的变化;以MALDI-TOF-MS对降解产物进行了分析。研究结果表明:PBSH在2种溶剂中都能快速降解;降解60 h后2种共聚物的相对分子质量均减小,分子质量分布均变宽;但在氯仿中酶催化活性更高,PBSH降解速率更快;降解前后热失重5%时热分解温度均降低;MALDI-TOF-MS结果表明:在2种溶剂中降解产物中含SH(丁二酸己二醇酯)片段较多,且氯仿中降解产物种类更多,并易于成环。     

1,2-丙二醇对可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的共聚改性

以丁二酸、丁二醇和1,2-丙二醇为原料,采用溶液结合熔融缩聚合成法,得到了一系列聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-丙二醇酯)共聚物P(BS-co-PS)。利用1HNMR、GPC和X射线衍射等方法对共聚物的组成、分子量及其分子量分布、热学性能、结晶性能、力学性能等进行了研究。结果表明:反应4h,即可得到数均分子量60000以上的聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-丙二醇酯)共聚物P(BS-co-PS),分子量分布均小于2.0;随着1,2-丙二醇添加量的增加,共聚物的结晶度降低,熔点下降,但断裂伸长率明显增加,当添加量为30%(摩尔分数)时,断裂伸长率达到417%,表明共聚物具有良好的延展性能;所有共聚物的热分解温度均在300℃以上,具有良好的热稳定性。     

MAA-MAIDA-SMAS三元共聚物的合成及性能评价

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酰胺基二乙酸(MAIDA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料合成了MAA-MAIDA-SMAS三元共聚物.通过红外、核磁、热重分析和静态光散射测定了共聚物的结构、热稳定性能和分子质量.研究了单体配比、反应温度对碳酸钙阻垢率的影响;对比了不同添加量下,共聚物与市售阻垢剂对碳酸钙阻垢效果的差异.     

PBS分子主链中引入含氮基团的改性

采用带支链的N-甲基二乙醇胺(MDEA)参与PBS共聚,得到了分子主链中含氮基团的新型共聚物P(BS-co-MDEA)。采用1H-NMR表征了新型共聚物的化学结构,并对共聚物的结晶性、热性能和力学性能进行了研究。结果表明:1H-NMR证明了得到的产物是P(BS-co-MDEA);其晶型结构和PBS相似,但随着MDEA用量的添加,晶体尺寸增大,θg和θd都有所降低;但θd-5%仍在300℃左右,说明具有良好的热稳定性;共聚物的断裂伸长率有所提高。相比PBS,脂肪酶N435对P(BS-co-MDEA)的降解作用明显减小,对于长效降解,控制其降解速度具有一定的意义。     

在超声波辐照作用下聚乙烯醇的降解及与丙烯腈共聚反应的研究

本文研究了超声波辐照下聚乙烯醇(PVA)在水溶液中的降解规律,结果表明PVA在水溶液中的超声降解速率遵循Baramboim动力学方程.本文还研究了丙烯腈(AN)与PVA在水溶液中的超声波辐照共聚反应.改变超声辐照时间或溶液中AN的量,可得到水溶性和水不溶性两类共聚物.用IR、MS、PGC和X-射线衍射研究了共聚物的结构,证明所得产物主要为嵌段共聚物.在2%的PVA/AN(1/1.6,质量比)水溶液中,以频率为21.5kHz、声强为490W的超声波在20±1℃下辐照28min,水溶性共聚物产率[共聚物产率=(共聚物重/PVA加入量)×100%〕为25.49%,共聚物中AN含量为13.98%;在相同条件下,对2%的PVA/AN(1/4,质量比)水溶液,辐照100min,水不溶性共聚物产率为296.01%,共聚物中AN含量为75.56%.