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二氧化碳排放是引起全球日益严重的“温室效应”的罪魁祸首,如何高效利用二氧化碳已经成为世界范围内日益受到重视的问题。利用二氧化碳合成全降解塑料是目前世界范围的研究热点,二氧化碳合成的全降解塑料的机械性能与通用塑料聚丙烯和聚乙烯相当,可以在广泛的领域取代聚丙烯和聚乙烯。从而使二氧化碳合成全降解塑料成为减轻“温室效应”和解决“白色污染”的有效途径之一。据有关文献报道,二氧化碳在地球上的总储量超过了石油、煤炭的总和,所以二氧化碳的综合利用在解决碳源枯竭问题方面也具有重要意义。
论文立足聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)的合成及应用领域的研究。因为戊二酸锌催化合成PPC的反应对含活泼氢化合物非常敏感,为了解在原料或反应系统中可能含有的水、乙醇和丙醛等对聚合反应的影响程度。论文通过分别外加这三种物质,系统地考察了三种物质对聚合反应结果,包括催化效率、生成聚合物和环碳酸酯的选择性、PPC分子中碳酸酯结构的含量、分子量及其分布等结果的影响。这些指标对生成的PPC的理化性能影响很大,所以该研究对控制PPC产品质量具有重要指导意义。在聚合反应系统中,乙醇的存在显著降低催化效率,水和丙醛次之。<'1>H-NMR及<'13>C-NMR表明,所得聚合物为交替结构的PPC,60﹪以上为头一尾连接结构。且三种物质对共聚物分子链中碳酸酯结构单元含量影响不大,都在49﹪以上。GPC测试表明三种物质都不同程度地降低了PPC的分子量,同时使分子量分布变宽。副产物环碳酸丙烯酯(PC)及聚醚(PE)的含量都随添加量的增加而增加。另一方面,基于PPC玻璃化转变温度低和热稳定性差这两点局限性,论文通过加入含大体积刚性基团的缩水甘油醚第三单体,如2-萘基缩水甘油醚(NMO)和9-咔唑基缩水甘油醚(NEC)到合成PPC的反应系统中,成功合成两种含大体积侧基的新型三元共聚物。通过 <'1>H-NMR对三元共聚物的分子结构进行了鉴定。系统考察了第三单体的加入量对催化效率、聚合物分子量及分布、碳酸酯含量、以及热性能和机械性能的影响。总的来说,第三单体的加入会降低催化效率、聚合物的分子量和碳酸酯的含量;DSC测定结果表明第三单体的引入最好结构能够使聚合物的玻璃化转变温度从38℃提高到44℃;TGA分析表明引入第三单体后所得三元共聚物的热稳定性有很大幅度的提高,其热分解温度(5﹪热失重温度)从238℃提高到278℃;拉力试验证明第三单体的引入确实增强了聚合物的力学强度。可见,通过引入含大体积刚性基团的第三单体能够有效解决PPC耐热性能差、加工易分解的局限性,同时增强了PPC的力学强度,拓展了:PPC在更广领域范围的应用。