论文部分内容阅读
本文研究的主要内容是采用无机纳米改性凹凸棒土、端基改性剂、二噁唑啉、二异氰酸酯以及聚乙二醇等物质对纯聚乳酸进行改性和扩链的研究。首先，凹凸棒土分别用盐酸和硅烷偶联剂KH550对其表面进行处理改性，凹凸棒土的表面经过酸处理以后就携带了具有反应活性的硅羟基(Si-OH)；再通过偶联剂的偶联，能使之与聚乳酸基体分子链更好的结合，得到具有很好的分散效果的改性凹凸棒土(Att)。在聚乳酸均聚物全部熔融以后，加入Att，直接熔融聚合，制得聚乳酸/改性凹凸棒土(PLA/Att)复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析、差示扫描量热(DSC)分析、热重(TGA)分析、扫描电镜(SEM)分析以及乌氏粘度法等对PLA/Att复合材料进行了表征与性能测试。结果表明，当Att含量为5wt%时，Att纳米粒均匀分散在聚乳酸中，且无明显界面，同时测得复合材料的最大粘均分子量为20110。最佳反应条件为：压力0.098MPa，反应温度150，反应时间10h。DSC与TG分析表明PLA/Att复合材料的热性能获得改善，当凹凸棒土质量分数为5%时，耐热性及热稳定性最好，且为一步热分解。端羟基乳酸预聚物(PLBO)由一定量的2,2-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉(1,3-PBO)对乳酸预聚物进行直接熔融缩聚扩链合成。端异氰酸酯基聚乙二醇(PEG-NCO)由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)对聚乙二醇(PEG)通过封端合成。最后以二丁基二月桂酸锡为催化剂，将PLBO与PEG-NCO进行共聚，合成了可完全生物降解的聚酯氨酯(PEU)。然后对PEU粘均分子量的影响因素：PLBO中-OH与PEG-NCO中-NCO反应的摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度等进行研究，得出聚合温度165℃,压力0.096MPa，催化剂二丁基二月桂酸锡用量0.2wt%， n(-OH)/n(-NCO)=1，反应时间20min所得Mη最大，为44660。用乌氏粘度法、 X-射线衍射分析(XRD)等测试方法对聚合物进行表征。结果表明，PLBO成功与PEG-NCO反应，生成目标产物。由于引入柔性链段PEG，DSC分析得到PEU的Tg均比聚乳酸与PLBO的小，柔韧性提高。TG分析表明PEU热稳定性提高，分解过程分为两步进行。XRD测试分析表明，扩链降低了PEU的结晶度，也说明聚合物的柔韧性在扩链后增强。单体原料选用乳酸与丁二酸酐，催化剂选用辛酸亚锡[Sn(Oct)2]，压力0.098MPa，梯度控温，合成了端羧基聚乳酸(P(LA/SA))。然后在一定条件下，以1,3-PBO扩链P(LA/SA)，合成了可生物降解的聚酰胺酯(PEA)。并采用凝胶色谱(GPC)分析、核磁共振(1H-NMR)分析等以及上述手段对聚合物进行了结构表征与性能测试。结果表明：扩链大幅度的提高了产物PEA的相对分子质量，分子量可达36,000；TG测试曲线显示，产物热分解为一步分解，热稳定性能提高；产物PEA的Tg比聚乳酸升高，结晶度比P(LA/SA)降低，表明PEA的刚性比PLA要高，韧性比P(LA/SA)要好。