【摘 要】
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聚氨酯作为一类重要的高分子材料,具有较高的弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、生物相容性和力学强度,在航空航天、汽车运输、医疗卫生和生活用品等领域发挥着重要作用。近年来,由于环境和资源的双重挑战,以脂肪族聚酯为软段的可降解可循环的生物基聚氨酯受到越来越多科研工作者的关注。本论文采用强碱/脲二元催化体系成功实现生物基单体γ-丁内酯（γ-BL）的开环聚合,制备得到不同分子量的聚（γ-丁内酯）多元醇,并进一
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聚氨酯作为一类重要的高分子材料,具有较高的弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、生物相容性和力学强度,在航空航天、汽车运输、医疗卫生和生活用品等领域发挥着重要作用。近年来,由于环境和资源的双重挑战,以脂肪族聚酯为软段的可降解可循环的生物基聚氨酯受到越来越多科研工作者的关注。本论文采用强碱/脲二元催化体系成功实现生物基单体γ-丁内酯（γ-BL）的开环聚合,制备得到不同分子量的聚（γ-丁内酯）多元醇,并进一步和异氰酸酯反应合成了一系列聚氨酯,详细研究了所得聚氨酯的热力学、力学和降解性质。论文的研究内容及结果如下:（1）以强碱/脲二元催化剂催化γ-丁内酯（γ-BL）开环聚合,制备端羟基聚（γ-丁内酯）（PγBL）多元醇,并进一步与异氰酸酯（MDI或IPDI）缩聚制备了一系列聚氨酯。研究发现:a)随着NCO/OH比例的增加,聚氨酯数均分子量呈现先增大后减小的趋势;b)聚氨酯数均分子量随着PγBL分子量的增加出现先增大后减小的趋势;c)反应时间过长,氨基甲酸酯键上的-NH-会继续与NCO反应,生成脲基甲酸酯,出现交联现象。（2）系统地研究了聚氨酯分子量、异氰酸酯种类以及PγBL多元醇的分子量对制备得到的PγBL基聚氨酯的热力学和力学性质的影响。研究了PγBL基聚氨酯在不同酸碱性水溶液中的降解行为及其化学循环性质。研究发现:a)PγBL基聚氨酯的热稳定性和玻璃化转变温度随着聚氨酯分子量的增加而提高。b)PγBL基聚氨酯的力学性质强烈依赖于PγBL多元醇的分子量:当PγBL多元醇的分子量较小时（1.2或2.5 k Da）,聚氨酯表现为热塑性弹性体,其拉伸强度和断裂伸长率随聚氨酯分子量的增大而增大;当PγBL多元醇的分子量较大时（3.6或6.5 k Da）,聚氨酯表现为热塑性塑料,其力学性质基本不随聚氨酯的分子量变化。c)PγBL基聚氨酯在碱性水溶液中的降解速率最大。以辛酸亚锡为催化剂,在减压蒸馏的条件下,PγBL基聚氨酯可以解聚回收高纯度γ-BL单体。
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