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基于柠檬酸和樟脑的聚酯材料的设计、合成和性能研究

发布时间:2018-04-27 16:13

  本文选题:可再生资源 + 聚酯 ; 参考:《天津理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:聚酯材料指的是大分子主链以酯基为主要构成的高分子材料,可以由不同的二元醇和二羧酸通过缩聚的方法制备。芳香族聚酯(如PET,PBT)具有良好的热稳定性和机械性能,使得其在包装业、工程塑料等方面得到广泛应用,然而这些基于对苯二甲酸的芳香族聚酯材料的合成依赖于石油等不可再生资源。目前,由于人类对石油资源及其产品的依赖日趋增加,据有关国际组织估计,世界石油资源只能维持50年左右,此外,石油的过度使用会造成环境的污染,要解决这些问题就要摆脱对石油的依赖,寻找可再生资源来制备高分子材料。1.我们描述了一种源于可再生资源柠檬酸的芳香族单体3-(甲氧基羰基)-2-呋喃乙酸甲酯(MCFA)的合成,这种单体可以和不同链长的脂肪族二醇通过熔融聚合反应获得一系列的热塑性材料,令人意外的是,这些材料可以在不添加任何交联剂或引发剂的条件下发生自交联反应,而且交联后呈现出弹性性能。我们通过红外光谱,核磁共振以及其他的相关实验方法对交联机理进行了研究。并且运用热重分析(TGA),差示扫描量热分析(DSC)对交联前后的聚合物进行热力学性能研究,用拉伸实验对交联聚合物的力学性能进行了研究,对交联聚合物进行降解实验,研究其降解性能。总之,我们所获得的生物基热固性材料具有以下优点:a)生物来源和生物降解性,b)自交联,具有清洁、安全性,c)良好的热稳定性和良好的机械性能。2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是目前应用比较广泛的可降解生物基聚酯,为了进一步提高机械性能,热稳定性能,我们利用可再生资源樟脑作为原始材料合成樟脑醇对PBS进行共聚改性,合成了一系列的共聚酯,并采用核磁共振、傅里叶红外光谱对合成的聚酯进行结构分析,利用热重分析仪和差示扫描量热仪对聚酯进行热力学性能分析。研究表明,樟脑醇的引入显著提高了共聚酯的玻璃化转变温度(Tg),而且引入樟脑醇之后,更易获得较高分子量的聚酯材料。
[Abstract]:Polyester material refers to macromolecule material which is mainly made up of the main chain of large molecular chain, which is mainly composed of ester base. It can be prepared by polycondensation of different diols and two carboxylic acids. Aromatic polyester (such as PET, PBT) has good thermal stability and mechanical properties, which make it widely used in packaging industry, process plastic and so on. The synthesis of aromatic polyesters of benzoic acid is dependent on non renewable resources such as oil. At present, due to the increasing dependence of human resources and their products on oil resources and their products, the world oil resources can only be maintained for about 50 years, according to the relevant international organizations. In addition, the excessive use of oil will cause environmental pollution and solve these problems. To get rid of the dependence on oil, find renewable resources to prepare polymer material.1., we describe a synthesis of aromatic monomer 3- (methoxy carbonyl) -2- furan methyl acetate (MCFA) derived from the renewable resource citric acid. This monomer can obtain a series of heat by melting polymerization with different chain length fatty groups of adipose diols. It is surprising that these materials can have self crosslinking reactions without any crosslinker or initiator, and they have elastic properties after cross linking. We have studied the mechanism of crosslinking by infrared, nuclear magnetic resonance and other related experimental methods. And we used thermogravimetric analysis (TGA) to show the difference. The thermodynamic properties of the crosslinked polymers were studied by the scanning calorimetry (DSC). The mechanical properties of the crosslinked polymers were studied by the tensile test. The degradation experiments of the crosslinked polymers were carried out and the degradation properties were studied. In conclusion, the biobased thermosetting materials obtained by us have the following advantages: a) biological sources and biodegradation. Sex, b) self crosslinking, clean, safe, c) good thermal stability and good mechanical properties,.2. polybutylene dibutylene dibutylate (PBS) is a widely used biodegradable biobased polyester. In order to further improve mechanical properties and thermal stability, we use regenerative camphor as raw material to synthesize camphor alcohol to PBS. A series of copolyesters were synthesized by line copolymerization. The structure of synthetic polyester was analyzed by NMR and Fourier transform infrared spectroscopy. The thermodynamic properties of polyester were analyzed by thermogravimetric analyzer and differential scanning calorimeter. The study showed that the introduction of camphor alcohol increased the glass transition temperature of copolyesters (Tg). After introducing camphor alcohol, it is easier to obtain high molecular weight polyester material.

【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O633.14

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本文编号:1811417

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