可降解二氧化碳三元共聚物的研究

通过二氧化碳、环氧丙烷(PO)与γ-丁内酯(GBL)的三元开环共聚反应,得到一种新型的脂肪族聚碳酸酯亚丙酯丁内酯共聚物PPCG.对聚碳酸酯亚丙酯丁内酯的结构进行了FTIR、1HNMR、13CNMR表征,研究表明GBL被开环嵌入PO-CO2分子链中,使得共聚物中引入了易水解的羧酸酯单元.对PPCG的热性能、降解性能进行了研究.结果表明,在一定范围内,随着GBL单元的增加,特征黏度降低,玻璃态温度升高,材料降解性增强;不同的聚合反应时间对PPCG的特性粘度和玻璃态温度也有着明显的影响.     

聚-3-羟基丁酸酯及其共聚物的合成与表征

合成一种环烷氧锡化合物,用氢谱、元素分析和质谱对其结构进行表征确认,并以其作为β-丁内酯开环聚合的引发剂制备聚-3-羟基丁酸酯,考察了单体引发剂配比、聚合时间和聚合温度等聚合条件对聚合产物特性粘度的影响.由丁内酯与丙交酯、己内酯共聚制备聚(丁内酯-丙交酯)和聚(丁内酯-己内酯)共聚物,并用FT-IR、1H-NMR、DSC等手段对聚合物的结构及性能进行了表征.     

聚碳酸亚丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料热降解动力学研究

利用溶液共混法制备聚碳酸亚丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PPC/PMMA)复合材料,采用热重分析法研究PPC/PMMA热性能,结果表明PMMA的加入可以有效提高PPC的热稳定性能。以多升温速率法对PPC/PMMA热降解动力学进行研究,利用Friedman法、Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Coats—Redfem方法对热降解动力学数据进行分析,确定PPC/PMMA热分解反应机理函数为Avrami-Erofeev方程,遵循一种热降解机理。     

聚碳酸亚丙酯/凹凸棒纳米复合材料制备与热稳定性研究

通过溶液共混法制备了聚碳酸亚丙酯/凹凸棒纳米复合材料。利用FT-IR、XRD和SEM表征手段研究了复合材料的结构。研究表明有机改性的凹凸棒在聚碳酸亚丙酯中分散均匀,平均粒径为70nm。利用TG研究了聚碳酸亚丙酯/凹凸棒纳米复合材料的热稳定性,结果发现纳米尺寸凹凸棒的引入能够显著提高聚碳酸亚丙酯的热稳定性,其中凹凸棒含量为0.5%的复合材料热稳定性最好,其5%、50%和最大热分解温度分别为273℃、291℃和289℃,相比PPC分别提高了63℃、53℃和52℃。     

聚(4-羟基丁酸酯)可吸收单丝缝合线的制备及性能

聚(4-羟基丁酸酯)(聚γ-丁内酯,P4HB)是一种极有前景的聚(羟基脂肪酸酯)(PHAs)。相比生物发酵法,化学合成法制备的P4HB具有相对分子质量可调控、分子量分布较窄、成本低以及末端官能团可调控等优点。文中通过熔融纺丝工艺制备P4HB单丝缝合线,采用差示扫描量热分析、扫描电镜和X射线衍射等表征手段,系统研究了一次拉伸倍数、二次拉伸倍数、二次拉伸温度对P4HB单丝可纺性、力学性能、结晶和取向以及表面形貌的影响。研究发现,选择5倍一次拉伸、1.3倍二次拉伸和40℃二次拉伸温度可制得综合性能最佳的单丝缝合线。此外,P4HB缝合线在常温保存条件下性能稳定,同时其在体外降解过程中能够在较长时间内保持力学强度。基于优化工艺制备得到不同规格P4HB缝合线,其力学性能均超过行业标准及现有产品。     

聚羟基脂肪酸酯/植物多酚共聚物的合成及表征

基于生物基热塑性聚羟基脂肪酸酯(PHAs)与绿色植物多酚,利用偶联反应制备了一系列生物可降解的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/茶多酚(TP)共聚物(PHTP)。利用红外光谱、差示扫描量热、热台偏光显微镜、热重分析及电子万能材料试验机分析研究了PHTP共聚物的结构及TP对共聚物耐热性能和力学性能的影响。结果表明,偶联改性提高了PHTP共聚物的结晶起始温度和结晶温度,降低了PHTP共聚物的结晶速率;PHTP共聚物的耐热性提高,初始降解温度和最大降解温度均升高约10℃;PHTP共聚物薄膜样品的拉伸断裂强度及断裂伸长率分别增加34%和200%。     

L-丙交酯-乙交酯-ε-己内酯共聚物模压工艺的正交设计

以L-丙交酯、乙交酯和ε-己内酯为原料开环聚合合成三元共聚物PLLGC。通过正交试验设计研究了预热温度、模压压力、模压温度、模压时间等因素对PLLGC模压材料性能的影响,确定了PLLGC材料最佳的模压工艺。研究了不同因素对PLLGC模压材料的拉伸强度、密度、模压后分子量及分子量分布的影响,通过极差分析结果表明,PLLGC三元共聚物的最佳模压工艺条件:预热温度为150℃,模压压力为8 MPa,模压温度为100℃,模压时间为10 min。     

纤维素油酸酯热性能及热降解动力学

利用热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了不同取代度的纤维素油酸酯(CO)在氩气中的热降解及热降解动力学。为确定CO的热降解动力学参数,首先采用Kissinger法计算反应级数n,再利用Coats-Redfern法计算活化能Ea和频率因子A,计算结果适用于起始降解温度(Td)到最大降解速率温度(Tp)附近的温度范围。计算结果表明,CO热降解反应级数n随取代度的增加由2.9(S1)下降为1.4(S3);CO的Td和Tp均随取代度的增加而降低,说明CO的热稳定性随取代度的增加而降低;活化能Ea和频率因子A同样随取代度的增加而降低。     

聚1,2-亚丙基碳酸酯/橡胶体系的热分解

用动态热重分析（TG）研究了聚1，2－亚基碳酸酯（PPC）／橡胶共混弹性体的热分解反应，讨论了PPC／橡胶的热失重情况，动力学研究表明，热分解主要有3个过程，反应程度α＜0．1时主要是防老剂，促进剂等有机配合剂的挥发失耗阶段，第二阶段主要是PPC相的失重，其活化能不断升高；第三阶段是橡胶相的失重过程。3个反应阶段都是一级反应。热分解活化能数据验证了1，2－亚丙基碳酸酯（PPC）／丁苯橡胶（SBR）弹性体中PPC与SBR形成界面互穿网络，网络互穿部分热分解活化能明显升高。马来酸酐的加入使相界面分子链的缠绕互穿更加完全。     

PHB／PET／HQ－TPA液晶共聚芳酯热分解动力学研究

对所合成的ＰＨＢ／ＰＥＴ／ＨＱ－ＴＰＡ三元液晶共聚酯样品进行了热失重曲线测试。采用Ｆｒｅｅｍａｎ和Ｃａｎｒｄｌ的微商法对ＴＧ曲线所得到的主要数据进行了处理，研究了共聚芳酯样品的热分解动力学。结果表明，随着第三单体（ＨＱ－ＴＰＡ）加入量的提高，共聚芳酯的热稳定性提高。由微商法求出热分解反应级数ｎ＝１～３，反应活化能Ｅ＝１６７～２９３ｋＪ／ｍｏｌ。     

SA型透明尼龙的热性能

首次以直链脂肪族二元胺与对苯二甲酸和间苯二甲酸等为单体,采用多元共缩聚方法制备了半芳香透明尼龙（SATPA）,通过DSC、TG和DTG对其热性能进行了表征,并对其耐热性、热稳定性以及热分解机理进行了分析讨论.实验结果表明,SA型透明尼龙的玻璃化转变温度为102 ℃左右,具有良好的耐热性能;其起始平衡热降解温度为427 ℃,热稳定性优异;它的热降解反应为一步反应,热降解机理初步推断为扩散控制机理。     

影响聚丁二酸丁二醇酯降解性能的因素

以氢氧化钠溶液为媒介,研究了分子量、结晶度等因素对聚丁二酸丁二醇酯（PBS）降解性能的影响,并对其降解机理进行了初步探讨。结果表明,PBS的降解性能不仅与结晶度有关,还受到内部球晶形态的影响;分子量仅对降解初期有较大影响,并且随着分子量的增加,降解速率下降不明显。试样降解前后的凝胶渗透色谱（GPC）和差示扫描量热分析（...     

新型可降解聚碳酸亚丙酯的动态流变性能

利用气相色谱(GC)仪、热重分析(TG)仪、旋转流变仪和熔融指数仪等,研究了工业级聚碳酸亚丙酯(PPC)的溶剂残留、热稳定性能和动态流变性能。GC结果表明,工业级PPC含有质量分数为1.281%的残留环氧丙烷单体;TG及旋转流变测试结果表明,材料的加工热稳定性能较差。同时,加工过程中分子链之间的摩擦内耗能极大,产热量极大,更易加剧其降解。因此,加工的剪切速率不可太大,否则降解严重。熔融指数测试结果表明:从常规加工的要求看,加工温度需要达到180℃才有合适的流动性。基于所得研究结果,建议生产厂商考虑适当减小PPC的分子量,并使其相对分子量分布变窄,以提高材料的流动性,这样可极大降低PPC的加工难度。     

聚丁二酸乙二醇酯(PES)及其共聚酯的合成与性能

采用直接熔融缩聚法制备了聚丁二酸乙二醇酯(PES)和聚(丁二酸乙二醇-共-对苯二甲酸乙二醇酯)(PEST)。核磁共振(1H-NMR)分析表明,合成的共聚酯是典型的无规共聚酯树脂。差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)测试表明,随对苯二甲酸(PTA)的加入,共聚物的结晶度先降低后增加,熔点先降低后上升;随ET共聚组分含量的增加,PEST的结晶形态从PES经过无定型态过渡到PET;玻璃化温度(Tg)随PTA的加入单调上升。热重(TG)分析显示,PTA的加入提高了聚酯的热稳定性,失重5%的温度由337.6℃上升到384.7℃。酶降解实验得出PES和PEST10有良好的降解性,降解性随着PTA的加入递减。     

ε-己内酯与DL-丙交酯共聚物的体外降解性能研究

系统研究了ε-己内酯与DL-丙交酯共聚物(PCDLA)在磷酸盐缓冲液(PH=7.4,37℃)中的降解性能。用失重率、分子量、热学性能等指标对降解性能进行评价,并对PCDLA8020薄膜表面形貌采用扫描电镜(SEM)进行了观察。研究表明:随着PCDLA共聚物组分中DL-丙交酯含量的增加,降解速度明显增快,这为PCDLA共聚物的进一步应用提供了指导意义。     

聚碳酸丁二醇酯多孔膜的制备及亲水改性

通过热致相分离法结合双扩散法制备了聚碳酸丁二醇酯(PBC)多孔膜,并将之与聚己内酯(PCL)多孔膜进行力学性能和接触角的比较。发现PBC的接触角小于PCL多孔膜的接触角,但其力学性能不及后者。通过不同分子量的聚乙二醇(PEO)对PBC多孔膜进行改性,其亲水性进一步提高,发现分子量为2.0×105的PEO改性的多孔膜亲水性提高较大,该组膜材料降解速率与亲水性具有正相关性。     

三亚甲基碳酸酯/己内酯可生物降解共聚物的热性能分析

以辛酸亚锡为催化剂,通过开环聚合制备了三亚甲基碳酸酯( TMC)与己内酯(CL)的共聚物P(TMC-co-CL),并利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究了P(TMC-co-CL)的热力学性能.结果表明,制备的P(TMC-co-CL)为无规共聚物,其玻璃化温度值随着TMC含量的增加而升高,符合Fox方程;当CL含量达到80％(物质的量分数,下同)时,共聚物出现熔点且随CL含量的增加而升高;此外,制备的P(TMC-co-CL)具有良好的热稳定性能,热分解温度在280℃以上.     

基于UMATHT子程序的玻璃纤维/乙烯基酯热响应数值模拟

针对玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料在火灾环境中的热响应问题,考虑材料的热传导、分解气体扩散以及分解反应吸热,基于UMATHT与US-DFLD子程序建立复合材料热响应模型,开展有限元计算与分析.结果表明:建立的复合材料热响应模型可以合理预报单侧辐射热流作用下玻璃纤维/乙烯基酯树脂层合板的热响应,50 kW/m2热流下,加热结束时材料表面和背部温度分别为615.89℃和412.55℃;随着加热时间的延长,材料温度持续升高,厚度方向上的材料温度由非线性分布逐渐趋近于线性分布;随着材料深度的增加,材料完成热解反应所需要的时间越长,材料的热分解速率峰值越低,达到热分解速率峰值的时刻越晚,热解反应越慢;同一温度下,随着材料深度的减小,处于热解状态下的材料热分解率越低,热分解速率峰值越高,材料达到热分解速率峰值时的温度越高.     

聚二羟基甲基硅氧烷改性聚醚酯弹性体的合成与表征

以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4丁二醇(BD)、聚乙二醇(PEG)和聚二羟基甲基硅氧烷(PDMS)为原料,采用熔融缩聚法一步合成了聚硅醚酯弹性体(PBT-co-PEG/PDMS)。通过红外光谱、核磁共振和凝胶色谱等分析方法对其分子结构和分子量进行了表征,用差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)研究了耐热性能,结果发现,PEG和PDMS参与了共聚反应,随着聚合物中聚二羟基甲基硅氧烷含量的增加,聚合物的数均分子量相应减小,PDMS含量为10%的共聚物数均分子量仅为3万;热分析结果表明,随着PDMS含量的增加,聚合物的熔点从175℃逐渐升高到200℃,同时起始降解温度也逐步提高。     

以β-CPDN为链转移剂的苯乙烯RAFT聚合

以二硫代β-萘甲酸异丁腈酯（β-CPDN）为链转移剂,研究了偶氮二异丁腈（AIBN）引发和热引发条件下的苯乙烯（St）RAFT聚合,结果显示：聚合动力学虽然未呈现一级线性关系,但所得聚合物的分子量（n）随单体转化率升高而线性增大,与理论值（n,th）较吻合,分子量分布指数（PDI）维持在较低值（＜1.3）.同时考察了配比以及聚合温度对聚合可控性的影响,发现AIBN引发时,[β-CPDN]0/[AIBN]0值为2至3时聚合的可控性较好,热引发时聚合温度采用100 ℃,聚合的控制性最佳。