基于樟脑醇的聚酯材料的设计、合成和性能研究

发布时间：2020-06-06 05:09

【摘要】：目前,生物基聚合物引起了学术界和工业界的极大兴趣。其中基于糖类的生物基单体引起了人们的极大关注,因为它们不仅来源广泛,它们还能给聚合物提供高玻璃化转变温度(T_g)值、机械强度、透明度和紫外线稳定性,因此可以用它们来改性聚酯、聚碳酸酯和聚氨酯等。但是,这些生物基单体仍然存在一些缺点,比如反应活性低,热不稳定。因此寻找一种廉价的、可再生的,同时具有理想的反应活性与热稳定性的刚性单体具有重要意义。1、我们研究了一种基于樟脑的生物基二醇(1R,3S)-(1)-顺-1,2,2-三甲基环戊烷-1,3-二甲醇(TCDM)。由于存在三甲基取代的环戊烷结构,TCDM被认为具有较高的刚性和热稳定性。我们合成了一系列基于TCDM的均聚酯。为了探究三个甲基和环戊烷对于樟脑醇刚性的贡献,我们用类似的方法合成了基于1,3-环戊烷二甲醇(CPDM)和1,6-己二醇(HDO)的均聚酯。基于对苯二甲酸二甲酯和TCDM的均聚酯(PTT)具有相对较高的T_(5%),T_g值和杨氏模量,分别为342oC,115oC和1857 MPa。本章成功的证明了TCDM是一个具有热稳定性和理想反应活性的刚性单体。2、为了改善聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的玻璃化转变温度(T_g)低、降解速率慢和脆性的缺点,同时为了保持共聚酯较高的结晶性能和力学性能,分别采用熔融缩聚(MP)和反应性共混(RB)两种聚合方法合成了基于TCDM的PBS共聚酯。首先,以TCDM、1,4-丁二醇(B)和丁二酸二甲酯(S)为原料,经MP后得到无规共聚酯(简称RPT_xB_yS)。然后将丁二酸二甲酯分别与1,4-丁二醇和TCDM缩聚,得到均聚酯PBS和PTS,然后通过RB得到嵌段共聚酯(简称BPT_xB_yS)。随着TCDM含量的增加,T_g逐渐增加,具有相同含量的TCDM的RPT_xB_yS和BPT_xB_yS的热稳定性没有明显差异。TCDM的嵌入显著提高了材料的T_g值和降解性能,对于半结晶共聚酯来说,其晶体结构与PBS的单斜晶体结构一致。与RPT_xB_yS相比,BPT_xB_yS中存在更长的PBS序列,因此,当TCDM含量相同时,BPT_xB_yS具有更高的熔点、结晶速率和机械强度。3、聚(2,5-呋喃二甲酸-乙二醇酯)(PEF)作为一种生物基聚合物,具有广泛应用前景,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,PEF具有更高的T_g值和更优异的气体阻隔性能,受到了人们的广泛关注。本章以乙二醇(EG),2,5-呋喃二甲酸二甲酯(DMFD)和TCDM为原料,通过熔融缩聚(MP)和反应性共混(RB)制备了两个系列的生物基共聚酯聚(2,5-呋喃二甲酸-乙二醇樟脑醇酯)(RPT_xE_yF和BPT_xE_yF)。用~1H-NMR和~(13)C-NMR测定了其化学结构、组成及序列分布。RPT_xE_yF表现出无规共聚物的特性,而BPT_xE_yF则表现出嵌段共聚酯的特性,且发生了相分离。其组成可由EG与TCDM的投料摩尔比控制。分别采用GPC、DSC和TGA对其分子量、热性能与热稳定性进行了研究。DSC结果表明,RPT_xE_yF和BPT_xE_yF是无定形的,随着TCDM含量的增加,RPT_xE_yF和BPT_xE_yF的玻璃化转变温度(T_g)逐渐升高。
【图文】：

图 1.1 L-酒石酸结构Figure 1.1 The structure of L-tartaric acid derivatives图 1.2 基于 L-酒石酸衍生物的聚酯Figure 1.2 Polyesters based on L-tartaric acid derivatives二甲基酯2,3-O-异亚丙基-L-酒石酸（b）与烷基二醇反应，第二丙基-L-酒石酸（a）与二酸氯化物反应（图1.1，1.2）。对异丙制备了结构明确的聚酯材料。

图 1.2 基于 L-酒石酸衍生物的聚酯Figure 1.2 Polyesters based on L-tartaric acid derivatives二甲基酯2,3-O-异亚丙基-L-酒石酸（b）与烷基二醇反应，第二丙基-L-酒石酸（a）与二酸氯化物反应（图1.1，1.2）。对异丙制备了结构明确的聚酯材料。2,3-二甲氧基-亚甲基-L-酒石酸和二甲基酯 2,3-二甲氧基-亚甲基丁二醇酯（PBS）中，核磁共振碳谱表明 L-酒石酸是随机排布些聚合物显示出较高的玻璃化转变温度（Tg）。与 PBS 相比，较低。在 PBS 的链段上，由于 L-酒石酸的存在降低了 PBS 的聚酯的拉伸强度，但其断裂伸长率和弹性模量提高。L-酒石酸高了它的水解能力，并增加了它对脂肪酶的敏感性。共聚酯的于聚合物的成分和重复糖单元的功能。一般来说，这些完全含于聚烷基二羧酸类的热稳定性。糖基单体提高了聚合物链的刚可以提高 68-70 oC。另外，这些聚合物的表现出更强的水解和
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ317

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 林鹏;王长利;李焰;刘文祥;王等旺;;聚酯材料状态方程的实验研究[J];中国工程科学;2009年04期

2 马爽,和克智;聚酯材料的特性与发展[J];包装世界;2001年01期

3 邹明志;;各种标贴材料竞争市场[J];上海包装;1987年03期

4 王显厚;;在聚酯材料上的多层干涉膜[J];仪器制造;1978年02期

5 华静;;飞天的眼睛[J];海内与海外;2007年10期

6 钱伯章;;全降解聚酯材料耐热瓶颈被突破[J];橡塑技术与装备;2009年04期

7 韩国程;;环保型聚酯材料的发展及应用[J];塑料科技;2018年02期

8 穆莉莉;季明坤;;一种PMMA-聚酯材料的微流控芯片加工工艺研究[J];现代制造技术与装备;2016年04期

9 高光发;李永池;王志海;王道荣;;新型聚酯材料状态方程的研究[J];功能材料;2012年03期

10 钱伯章;;全降解聚酯材料耐热瓶颈被突破[J];聚酯工业;2009年02期

相关会议论文 前9条

1 石慧;高赛;梁少君;李全顺;;酶促聚合:绿色的聚酯材料合成新途径[A];第九届中国酶工程学术研讨会论文摘要集[C];2013年

2 潘景浩;肖艳;郎美东;;酶催化法合成功能性聚酯材料[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题A：高分子化学（2）[C];2017年

3 叶海木;王春晓;候凯;;主链含富马酸生物可降解聚酯材料的类质同晶与同质多晶[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2014年

4 张琪;施龙敏;聂俊;杨冬芝;;天然纤维对聚乳酸耐热性和机械性能的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

5 张德腾;邢东明;高长有;;表面条带化活性聚碳酸酯用于周围神经修复的研究[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题F-生物医用高分子[C];2015年

6 李鑫;叶俊伟;丰世凤;林源;宁桂玲;;水镁石粉体超细改性一体化处理及其阻燃应用研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集（上）[C];2008年

7 崔西栋;鲁飞;景殿英;丁建东;赵霞;;可降解聚酯材料行鼓膜穿孔修复的实验研究[A];中华医学会第十次全国耳鼻咽喉-头颈外科学术会议论文汇编（上）[C];2007年

8 张超;骆念军;韩飞;曹发海;房鼎业;;戊烯基甲苯环化脱氢反应制2,6-DMN过程研究[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年

9 王雪;金剑;肖长发;;聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚/共混疏水改性研究[A];中国科协2014海峡两岸超仿棉加工技术应用研究青年科学家研讨会论文集[C];2014年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 同黎娜;再生涤纶领跑者有啥新动作？[N];中国纺织报;2017年

2 木子;PTT——聚酯材料新成员[N];中国包装报;2006年

3 韩海;国产聚酯材料面面观[N];中国包装报;2006年

4 卞燕邋曹争鸣 记者 丁秀玉;我高性能聚酯材料实现产业化[N];科技日报;2008年

5 记者 龚砚庆 实习生 李慧 通讯员 宋立新;全国首个煤基聚酯材料园安阳开建[N];河南日报;2012年

6 仲言;可完全降解聚酯材料研究获突破[N];中国纺织报;2009年

7 于柏林;全降解聚酯材料耐热瓶颈被突破[N];中国化工报;2009年

8 陈红梅;京郊：利润在废料再生链中涌动[N];中国企业报;2008年

9 ;油价高涨开始带来失业压力[N];中华工商时报;2006年

10 ;方法简化 费用减半[N];医药经济报;2001年

相关博士学位论文 前1条

1 邢东明;功能化生物活性组织再生材料的构建与性能研究[D];浙江大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 于琰;柠檬酸基聚碳酸酯和樟脑基聚酯材料的设计、合成和性能研究[D];天津理工大学;2019年

2 江雪双;基于樟脑醇的聚酯材料的设计、合成和性能研究[D];天津理工大学;2019年

3 袁雪;聚酯合成专用釜的设计制造以及功能性聚酯材料的研究[D];四川大学;2006年

4 范川川;基于柠檬酸和樟脑的聚酯材料的设计、合成和性能研究[D];天津理工大学;2017年

5 杨秋杰;可控生物降解聚酯材料的制备及其性能研究[D];上海工程技术大学;2014年

6 刘莹莹;抑菌型生物降解聚酯材料的制备与性能研究[D];东北林业大学;2014年

7 李景;聚酯材料表面类金刚石薄膜制备及阻隔性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

8 刘觉靖;LDHs/聚酯纳米复合材料的制备及其结晶动力学研究[D];广东工业大学;2015年

9 杨晖;生物降解聚酯材料的流变特性及其薄膜的加工与性能研究[D];华南理工大学;2015年

10 柳大勇;聚2，，6-萘二甲酸乙二醇酯合成过程的研究[D];长春工业大学;2012年

本文编号：2699208