论文部分内容阅读
聚乳酸是一种源自可再生资源的生物降解材料，优良的综合性能使其成得到了科学家的广泛关注。直接缩聚法制备聚乳酸的成本低，但是分子量较低，性能较差，应用范围窄。本文研究了直接熔融缩聚法制备聚乳酸，对聚乳酸进行端基改性，制备了具有紫外光活性的聚乳酸，可通过紫外光固化成膜，在涂料、油墨等领域有较大的应用潜力。本文首先对熔融缩聚法制备聚乳酸中的催化剂，反应时间，反应温度等对聚乳酸的分子量的影响进行了研究，为聚乳酸的改性奠定基础。借鉴对熔融缩聚法的研究，在熔融缩聚过程中加入多元醇（乙二醇2s、丙三醇3s、季戊四醇4s），对聚乳酸先进行端羟基改性，再采用溶液缩聚法将端羟基聚乳酸（OHPLA）制备成端双键的聚乳酸（预聚体DPLA）。本文以检测酸值变化检测反应程度，来考察各因素对反应程度的影响，得到了最佳的预聚体制备工艺。并发现在制备端羟基聚乳酸阶段，对比多元醇含量都在5wt%时，随着多元醇臂数的增加，平衡时的酸值也越大；随着多元醇含量的减少，酸值达到平衡的时间也逐渐延长；在制备端双键的聚乳酸阶段，各体系反应5h后酸值下降不明显。采用红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和示差扫描量热仪（DSC）对产物进行了测试和分析，在支化剂多元醇的质量相同时，多元醇臂数越多，预聚体分子量越大，分子量分布也越宽，体系中分子结构越不均匀。聚合物臂数越多，玻璃化转变温度和熔点就越低。支化结构有利于提高丙烯酸封端率(Da)，4sDPLA(1%)的端双键封端率为88%，比2sDPLA(1%)高。本文通过对光引发剂、活性稀释剂和预聚体对光固化速率和涂膜性能的影响进行研究，得到了最佳的光固化体系的配方。对比不同多元醇改性的聚乳酸固化膜（FPLA），4sFPLA和3sFPLA的涂膜性能比2sFPLA要好，4sFPLA（35%）的凝胶含量达到75%，铅笔硬度2H，附着力强度1级。3sFPLA溶胶部分的分子量是固化前的3.4倍，说明光辐照可以起到了一定的扩链作用。采用DSC与热失重（TGA）对固化膜的热性能进行分析，交联后产物的热稳定性提高。通过对固化膜的热降解，高湿度降解的研究发现，凝胶含量高的固化膜的降解速度较慢。