含呋喃环的生物基热塑性聚酯弹性体的合成与性能表征
发布时间：2022-02-12 22:25
热塑性弹性体兼有橡胶和塑料的特性,是一种新型高分子材料。鉴于化石资源的不可再生性和资源环境问题,迫切需要发展生物基热塑性弹性体替代传统的石油基热塑性弹性体。目前研究的生物基热塑性聚酯弹性体,其结构单元中缺少传统石油基热塑性聚酯弹性体中的对苯二甲酸酯那样的硬段,所以强度和模量较低。因此开发一种硬段中含有生物基环状单体,具有较高强度和模量的全生物基热塑性聚酯弹性体对节约石油资源、保护环境等都具有重要意义。本论文以生物质单体1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、丁二酸和癸二酸为原料,通过酯化缩聚反应首先制备了聚酯软段;再以生物质单体1,4-丁二醇和2,5-呋喃二甲酸二甲酯为原料,通过酯交换与缩聚反应制备了聚酯硬段。最后,聚酯软段与聚酯硬段通过扩链反应制备得到一系列生物基热塑性聚酯弹性体。利用凝胶渗透色谱仪（GPC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）与核磁共振氢谱（1HNMR）对聚酯软段、聚酯硬段和生物基热塑性聚酯弹性体的分子量及其分布和分子结构进行表征;采用差示扫描量热仪（DSC）与偏光显微分析（POM）对聚酯软段、聚酯硬段和生物基热塑性聚酯弹性体的热性能、结晶性能及两相结构进...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5-呋喃二甲酸从生物质中制备过程
工大学硕士学位论文 第二章 四元体系聚酯软段的合成与性和对称伸缩振动峰；1734cm-1处强的吸收峰，为酯羰基（–C=O）的伸缩振动cm-1处的吸收峰为 C–O–C=O 的伸缩振动峰；酯羰基和 C–O–C=O 吸收峰的出分子链中酯键的存在，表明缩聚反应成功合成了聚酯。 聚酯软段的1HNMR 谱图
图 2-5 酯软段的 DSC 曲线：（a）DSC 降温曲线；（b）DSC 二次升温曲线。图 2-5 为聚酯软段的 DSC 曲线，从图中可以看出各种摩尔比聚酯软段的 Tg都远低于室温，均在-45oC 以下，所以在室温下这些聚酯软段都表现的非常柔软，呈现流动状态。从降温曲线中，可以看出聚酯软段并无结晶峰出现，这说明以 10°C/min 的降温速度并不足以使聚酯软段发生结晶。从二次升温曲线可以看出聚酯软段在-60oC~40oC 处呈现玻璃化转变，而且玻璃化转变的热焓变化很明显，且玻璃化转变温度随着醇酸摩尔比的增加而降低，这是因为随着醇酸摩尔比增大，反应体系中醇的含量越来越多，由于缩聚反应是可逆平衡反应，过量的醇阻碍了缩聚反应向正向进行，使缩聚物被封端，限制了分子量的提高，导致产物中有大量的低聚物。其次，过量的醇也会导致缩聚反应向逆向发生，即产生醇解，使体系中的小分子增多，故随着摩尔比的增大，聚酯软段的 T逐渐降低。从图（b）中明显看到，醇酸摩尔比 1.3:1~1.5:1 二次升温曲线曲线上出现了逐渐增大的结晶和熔融峰，这是因为醇酸摩尔比的增加，意味着反应体系中 1,4-丁二醇的含量增多，而 1,4-丁二醇的分子链是对称，规整度比较高，容易发生结晶。其次是由于产物中低聚物增多，小分子聚酯的存在也会导致熔融峰的出现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态硫化热塑性硫化胶研究进展[J]. 刘聪,方跃胜,丁剑平,陈玉坤. 橡胶工业. 2018(10)
[2]生物质资源及其利用技术分析[J]. 孙玮. 中国高新区. 2018(14)
[3]生物质能源产业发展现状与展望[J]. 普罗. 绿色科技. 2018(10)
[4]2,5-呋喃二甲酸的合成研究进展及其应用前景[J]. 周晨,龚党生,李学敏,白雪松. 染料与染色. 2018(02)
[5]杜邦于Chinaplas 2017展会上推出一系列新型塑料材料用于电子电器和汽车市场[J]. 工程塑料应用. 2017(06)
[6]热塑性聚酯弹性体高分子新材料及其应用简述[J]. 洪桂香. 化学工业. 2017(01)
[7]聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯的合成及性能[J]. 曹小玉,陶磊,朱德振,肖茹. 东华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]热塑性聚酯弹性体的合成及熔纺探索研究[J]. 程川. 石油化工技术与经济. 2016(03)
[9]微观结构与生物降解性能可控的热塑性聚酯弹性体[J]. 杨丽博,崔泉德,王庆国. 中国科学:技术科学. 2016(06)
[10]生物质能产业与林产化工[J]. 施英乔,丁来保,盘爱享,梁龙,房桂干. 林产工业. 2016(01)
硕士论文
[1]热塑性聚酯弹性体的制备与研究[D]. 郑譞.湖北大学 2013
[2]高强TPEE/TPU塑料合金的制备及结构与性能研究[D]. 褚文娟.北京化工大学 2010
[3]新型PEG/PBT膜作为皮肤组织工程支架材料的生物学评价研究[D]. 杨莉.中国人民解放军军事医学科学院 2006
本文编号：3622495
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5-呋喃二甲酸从生物质中制备过程
工大学硕士学位论文 第二章 四元体系聚酯软段的合成与性和对称伸缩振动峰；1734cm-1处强的吸收峰，为酯羰基（–C=O）的伸缩振动cm-1处的吸收峰为 C–O–C=O 的伸缩振动峰；酯羰基和 C–O–C=O 吸收峰的出分子链中酯键的存在，表明缩聚反应成功合成了聚酯。 聚酯软段的1HNMR 谱图
图 2-5 酯软段的 DSC 曲线：（a）DSC 降温曲线；（b）DSC 二次升温曲线。图 2-5 为聚酯软段的 DSC 曲线，从图中可以看出各种摩尔比聚酯软段的 Tg都远低于室温，均在-45oC 以下，所以在室温下这些聚酯软段都表现的非常柔软，呈现流动状态。从降温曲线中，可以看出聚酯软段并无结晶峰出现，这说明以 10°C/min 的降温速度并不足以使聚酯软段发生结晶。从二次升温曲线可以看出聚酯软段在-60oC~40oC 处呈现玻璃化转变，而且玻璃化转变的热焓变化很明显，且玻璃化转变温度随着醇酸摩尔比的增加而降低，这是因为随着醇酸摩尔比增大，反应体系中醇的含量越来越多，由于缩聚反应是可逆平衡反应，过量的醇阻碍了缩聚反应向正向进行，使缩聚物被封端，限制了分子量的提高，导致产物中有大量的低聚物。其次，过量的醇也会导致缩聚反应向逆向发生，即产生醇解，使体系中的小分子增多，故随着摩尔比的增大，聚酯软段的 T逐渐降低。从图（b）中明显看到，醇酸摩尔比 1.3:1~1.5:1 二次升温曲线曲线上出现了逐渐增大的结晶和熔融峰，这是因为醇酸摩尔比的增加，意味着反应体系中 1,4-丁二醇的含量增多，而 1,4-丁二醇的分子链是对称，规整度比较高，容易发生结晶。其次是由于产物中低聚物增多，小分子聚酯的存在也会导致熔融峰的出现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态硫化热塑性硫化胶研究进展[J]. 刘聪,方跃胜,丁剑平,陈玉坤. 橡胶工业. 2018(10)
[2]生物质资源及其利用技术分析[J]. 孙玮. 中国高新区. 2018(14)
[3]生物质能源产业发展现状与展望[J]. 普罗. 绿色科技. 2018(10)
[4]2,5-呋喃二甲酸的合成研究进展及其应用前景[J]. 周晨,龚党生,李学敏,白雪松. 染料与染色. 2018(02)
[5]杜邦于Chinaplas 2017展会上推出一系列新型塑料材料用于电子电器和汽车市场[J]. 工程塑料应用. 2017(06)
[6]热塑性聚酯弹性体高分子新材料及其应用简述[J]. 洪桂香. 化学工业. 2017(01)
[7]聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯的合成及性能[J]. 曹小玉,陶磊,朱德振,肖茹. 东华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]热塑性聚酯弹性体的合成及熔纺探索研究[J]. 程川. 石油化工技术与经济. 2016(03)
[9]微观结构与生物降解性能可控的热塑性聚酯弹性体[J]. 杨丽博,崔泉德,王庆国. 中国科学:技术科学. 2016(06)
[10]生物质能产业与林产化工[J]. 施英乔,丁来保,盘爱享,梁龙,房桂干. 林产工业. 2016(01)
硕士论文
[1]热塑性聚酯弹性体的制备与研究[D]. 郑譞.湖北大学 2013
[2]高强TPEE/TPU塑料合金的制备及结构与性能研究[D]. 褚文娟.北京化工大学 2010
[3]新型PEG/PBT膜作为皮肤组织工程支架材料的生物学评价研究[D]. 杨莉.中国人民解放军军事医学科学院 2006
本文编号：3622495
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