聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚氨酯弹性体(TPU)共混改性

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在二氧化碳(CO2)与环氧丙烷(PO)合成聚碳酸亚丙酯 PPC的反应中,CO2含量占31%~50%,因此可以消耗大量的二氧化碳。而CO2的充分利用可以很大程度上降低对石油的消耗,并降低了二氧化碳向空气环境中的排放量,实现了绿色低碳环保,在一定程度上对缓解地球的“温室效应”有积极的作用。但是由于PPC为非晶结构,分子链柔性大且分子间作用力较小,使得其玻璃化转变温度Tg(<35℃)远低于芳香族聚碳酸酯,而且力学性能不佳,热稳定性较差,催化效率低,聚合时间长,成本高等缺点严重制约了聚碳酸亚丙酯各工业领域的规模应用。  本实验通过熔融共混的方式制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)和PPC型聚氨酯弹性体、聚醚型聚氨酯弹性体以及聚酯型聚氨酯共混物,并通过红外光谱分析(FT-IR)、微机控制电子万能试验机、悬臂梁冲击试验机、差示量热扫描分析仪(DSC)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、熔体质量流动速率仪等手段对共混物的微观形态、相容性、热稳定性、力学性能等进行了研究。具体结果如下:  1.红外光谱分析结果发现:加入TPU-PPC后,1742cm-1处的羰基振动吸收峰有所减小,可能是TPU-PPC加入后,“解拉链式”降解被抑制。PPC/TPU-PPG共混物在1532cm-1(N-H的伸缩振动特征吸收峰)和3356cm-1(N-H的变形振动特征吸收峰)这两个峰发生变化,表明二者之间可能形成了氢键。在PPC/TPU-PBA共混物中由于PPC的存在N-H的吸收峰转移向了更低的波数,且共混物中C=O峰变得更宽了,这表明TPU-PBA的N-H基团和PPC的羰基之间可能有一定的分子间氢键相互作用。  2.随着共混体系中TPU-PPC、TPU-PPG和TPU-PBA含量的增加,共混物的相互作用力增强,其拉伸强度和断裂伸长率相应增加,缺口冲击强度也相应升高。  3.由DSC测试和扫描电镜照片可以看出,PPC与 TPU-PPC、TPU-PPG和TPU-PBA共混物的相容性良好。  4.热重分析显示,TPU-PPC对PPC的热性能有一定程度的提高;聚醚型聚氨酯弹性体对PPC热性能的改善不明显;TPU-PBA的掺入可以显著提高纯PPC聚合物的热稳定性,拓宽了PPC/TPU-PBA共混物的加工及使用温度范围。  5.熔体流动速率(MFR)和转矩流变性能测试结果表明,TPU-PPC、TPU-PPG和TPU-PBA的加入,稍稍降低了PPC聚合物的加工流动性。
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