可降解嵌段聚酯酰脲材料的合成及性能研究

发布时间：2017-05-19 15:27

  本文关键词：可降解嵌段聚酯酰脲材料的合成及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本研究通过甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)扩链的方法合成了不同进料比的可降解聚酯酰脲嵌段共聚物,通过压延法制备了可降解聚酯酰脲嵌段共聚物薄膜。并对合成工艺以及共聚物和共聚物薄膜的性能进行了研究,主要研究内容如下:以丁二酸、己二酸、丁二醇和尿素为原料通过熔融缩聚合成了质均分子量分别为10.9×10~3和13.96×10~3的聚丁二酸-丁二醇-尿素共聚物(PBSu)和聚己二酸-丁二醇-尿素共聚物(PBAu)。以PBSu和PBAu为预聚物,TDI为扩链剂。通过单因素法,测定扩链时间、扩链温度、扩链剂含量对聚酯酰脲嵌段共聚物合成的影响。得到TDI扩链合成含有PBSu链段和PBAu链段的聚酯酰脲嵌段共聚物的最佳工艺条件为:扩链温度为130℃,扩链剂含量为6%,扩链时间为4.5 h。根据得到的最佳工艺条件通过TDI扩链法合成了不同进料比(PBSu:PBAu的质量比为:100:0、90:10、70:30、50:50、30:70、10:90、0:100)的含有PBSu链段和PBAu链段的可降解聚酯酰脲嵌段共聚物。研究表明,相比聚酯酰脲无规共聚物,聚酯酰脲嵌段共聚物拥有更高的熔点。且其分解温度(T_d)保持在359℃-365℃之间,远高于其加工温度(120℃-160℃),具有优异的热稳定性能。相比聚酯酰脲均聚物PBSu和PBAu,聚酯酰脲嵌段共聚物拥有更大的表观黏度,表现出更好的弹性效应。通过压延法将不同进料比的聚酯酰脲嵌段共聚物制备成了薄膜。研究表明,随着PBAu含量的增加,聚酯酰脲嵌段共聚物薄膜的断裂伸长率提高。当PBAu含量为70%-90%时,得到的聚酯酰脲嵌段共聚物薄膜具有良好的韧性和较高的拉伸强度。嵌段共聚物薄膜的降解性能、氧气透过性能和透光率一定程度上与结晶度有关,氧气透过性随着结晶度的提高而提高,而降解性能和透光率随着结晶度的降低而提高。
【关键词】：聚酯酰脲嵌段共聚物 扩链 流变性能 降解性能 拉伸性能
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ323.4;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 生物可降解材料10-14
• 1.2.1 生物可降解材料的定义10
• 1.2.2 生物可降解材料的降解机理及评价方法10-14
• 1.2.2.1 生物可降解材料的降解机理10-12
• 1.2.2.2 生物降解材料的评价方法12-14
• 1.3 几种常见的生物可降解材料及其研究进展14-19
• 1.3.1 淀粉14-15
• 1.3.2 纤维素15-16
• 1.3.3 聚羟基脂肪酸酯(PHAs)16-17
• 1.3.4 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)17
• 1.3.5 聚乳酸(PLA)17-18
• 1.3.6 聚己内酯(PCL)18-19
• 1.4 生物可降解材料的应用19-20
• 1.4.1 在生物医药科技领域的应用19-20
• 1.4.2 在农业领域的应用20
• 1.4.3 在包装领域的应用20
• 1.5 可降解嵌段共聚物20-21
• 1.5.1 可降解嵌段共聚物的概述20
• 1.5.2 可降解嵌段共聚物的合成方法20-21
• 1.5.3 可降解嵌段共聚物的特点21
• 1.6 本研究的目的、意义及内容21-23
• 1.6.1 本研究的目的、意义21-22
• 1.6.2 本研究的内容22-23
• 第二章 PBSu和PBAu的合成23-30
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 实验原料及仪器23
• 2.2.2 实验方法23-24
• 2.2.2.1 工艺条件的改进23-24
• 2.2.2.2 PBSu的合成24
• 2.2.2.3 PBAu的合成24
• 2.2.3 测试与表征24-25
• 2.3 结果与讨论25-29
• 2.3.1 工艺条件的改进25-26
• 2.3.2 预聚物的结构26-27
• 2.3.3 GPC分析27
• 2.3.4 DSC分析27-28
• 2.3.5 TG分析28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 合成含PBSu链段和PBAu链段的可降解聚酯酰脲共聚物的最佳工艺条件研究30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 实验部分30-31
• 3.2.1 实验原料及仪器30
• 3.2.2 最佳工艺条件的研究30-31
• 3.2.3 测试与表征31
• 3.3 结果与讨论31-36
• 3.3.1 最佳扩链工艺条件的研究31-34
• 3.3.2 FTIR分析34-35
• 3.3.3 DSC分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 含PBSu链段和PBAu链段可降解聚酯酰脲的合成及性能研究37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 实验部分37-38
• 4.2.1 实验原料及仪器37
• 4.2.2 聚酯酰脲嵌段共聚物的制备37-38
• 4.2.3 测试与表征38
• 4.3 结果与讨论38-46
• 4.3.1 ~1H-NMR分析38-40
• 4.3.2 GPC分析40
• 4.3.3 TG分析40-42
• 4.3.4 DSC分析42-43
• 4.3.5 XRD分析43-44
• 4.3.6 流变性能分析44-46
• 4.4 本章小结46-48
• 第五章 可降解嵌段聚酯酰脲薄膜的制备及性能研究48-59
• 5.1 引言48
• 5.2 实验部分48-49
• 5.2.1 实验原料及仪器48
• 5.2.2 可降解嵌段聚酯酰薄膜的制备48
• 5.2.3 测试与表征48-49
• 5.3 结果与讨论49-57
• 5.3.1 聚酯酰脲薄膜的结构表征49-50
• 5.3.2 薄膜的外观50
• 5.3.3 拉伸性能分析50-52
• 5.3.4 降解性能分析52-54
• 5.3.5 氧气透过性分析54-56
• 5.3.6 透光率分析56-57
• 5.4 本章小结57-59
• 结论与展望59-61
• 参考文献61-68
• 攻读学位期间主要的研究成果68-69
• 致谢69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李吕qG,赵国良;嵌段共聚物微观分相理论[J];大连工学院学报;1980年01期

2 罗筱烈,马德柱,蒋文博;聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚∈-己内酯嵌段共聚物链化学结构研究[J];中国科学技术大学学报;1990年02期

3 许晓秋，黄树基，李凤英，邢利燕，孙佳年，孙杨;乙丙嵌段共聚物结构与性能的关系[J];天津大学学报;1994年04期

4 李欣欣,林佳雄,吴平平,韩哲文;原子转移自由基聚合制备含氟嵌段共聚物及其性能[J];化学世界;2000年S1期

5 傅志峰,杨万泰;原子转移自由基聚合制备嵌段共聚物的研究进展[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年03期

6 李虹,张兆斌,胡春圃,应圣康;利用原子转移自由基聚合制备水溶性含氟嵌段共聚物(英文)[J];合成橡胶工业;2001年05期

7 梁晖,卢江,胡静,邓云祥;苯乙烯/α-蒎烯嵌段共聚物的性能研究[J];石油化工;2001年05期

8 常怀春,吕通建,郭文生;聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物的合成与表征[J];应用化学;2001年08期

9 李鲲,郭建华,李欣欣,吴平平,韩哲文;原子转移自由基聚合合成甲基丙烯酸丁酯与丙烯酸全氟烷基乙酯两嵌段共聚物及其性能的研究[J];高分子学报;2002年02期

10 张爱英,冯增国,张勇,巴建华;聚乙二醇-b-聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段共聚物降解行为的研究[J];高等学校化学学报;2003年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 黄建花;;双亲水嵌段共聚物存在下纳米球自聚集的计算机模拟[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（下册）[C];2006年

2 李一鸣;;嵌段共聚物与结构不同的阴离子表面活性剂之间相互作用的对比研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

3 赵玉荣;陈天宇;王新平;;成膜条件对苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物表面结构的影响[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

4 施泽华;闵博飞;吴斌;谌东中;;新型线性-树枝状嵌段共聚物液晶的设计合成与表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

5 李学进;梁好均;;嵌段共聚物体系的多尺度分子模拟研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

6 李玉虎;宫玉梅;何天白;;溶剂择优亲和性对溶液浇铸嵌段共聚物薄膜相行为的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

7 于彬;李宝会;史安昌;;两嵌段共聚物在多种受限环境中的自组装结构[A];中国化学会第27届学术年会第07分会场摘要集[C];2010年

8 汪蓉;;嵌段共聚物薄膜相行为的理论模拟[A];中国化学会第27届学术年会第07分会场摘要集[C];2010年

9 魏朵;郭荣;;嵌段共聚物的亲疏链长度对亲水改性布洛芬/嵌段共聚物复合聚集体结构的影响[A];中国化学会第27届学术年会第13分会场摘要集[C];2010年

10 王非;李春忠;;定向嵌段共聚物薄膜制备纳米孔阵列模板[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 刘霞;分子“模板”可控制合成材料的形状[N];科技日报;2010年

2 陶文;陶氏推出九款开发型烯烃嵌段共聚物[N];中国化工报;2008年

3 本报首席记者 姜澎;他在黑暗的未知中寻找光明[N];文汇报;2012年

4 记者 吴苡婷;在微观世界中精准重构[N];上海科技报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 高广政;含多肽嵌段共聚物的合成与性能[D];复旦大学;2007年

2 刘美娇;嵌段共聚物自组装形成复杂结构的理论研究[D];复旦大学;2013年

3 王亚芬;组装体的形貌、结构调控及机制[D];复旦大学;2013年

4 江志斌;高分子在受限条件下的构象和自组装的理论模拟[D];南京大学;2014年

5 马世营;不同拓扑结构的两亲性嵌段共聚物在溶液中自组装的理论模拟研究[D];南京大学;2015年

6 于一涛;马来酸酐改性苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物的RAFT细乳液聚合与表征[D];浙江大学;2011年

7 田洲;高性能多相聚丙烯共聚物制备的新方法—气氛切换聚合过程及其模型化[D];浙江大学;2012年

8 刘伟峰;乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物链结构的调控[D];浙江大学;2014年

9 黄杰;RAFT乳液聚合制备聚（苯乙烯—丙烯腈）嵌段共聚物及其共混物性能[D];浙江大学;2015年

10 李超;二茂铁基和（或）偶氮苯基化合物及其嵌段共聚物的合成及性能研究[D];浙江大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 单聪;含有聚离子液体嵌段共聚物的制备及其应用[D];浙江工业大学;2015年

2 矣杰;温敏性两亲聚N-乙烯基己内酰胺/聚酯嵌段共聚物的合成及其表征[D];辽宁大学;2013年

3 何迎新;基于嵌段共聚物的有序纳米无机孔隙薄膜的研究[D];大连工业大学;2014年

4 王丽;嵌段共聚物热分解制备多孔聚酰亚胺微球及其条件优化[D];太原理工大学;2013年

5 舒蓉芳;结晶驱动嵌段共聚物纤维生长的蒙特卡洛模拟[D];南京大学;2015年

6 王U喯

本文编号：379084