聚（草酸己二醇酯-Co-草酸丁二醇酯）和聚（草酸己二醇酯-Co-丁二酸己二醇酯）的合成及结晶行为研究

摘要

随着石化资源短缺和环境污染问题的日益突出，关于生物基可降解高分子材料的研究不断增多。采用化学合成的方法，以生物质来源的物质为原料，可制备此种新型高分子材料。本论文采用酯交换法合成了较新颖的聚草酸己二醇酯(PHO)及其共聚体系:聚（草酸己二醇酯-co-草酸丁二醇酯）(P(HO-co-BO)和聚（草酸己二醇酯-co-丁二酸己二醇酯）(P(HO-co-HS)，使用1HNMR、DSC、WAXD、POM、TGA等测试手段对合成样品的组成、基本热行为、结晶机理、晶体结构、球晶形貌及生长速率、热稳定性等进行了系统研究。
　　PHO作为目前研究、报导较少的一种生物基可降解脂肪族聚酯，对其性能进行系统地研究是非常有必要的。本论文就首先详细探究了PHO的相关性能。PHO的玻璃化温度、非等温熔体结晶温度、熔点和平衡熔点分别为-35℃、35.5℃、73.5℃和86.6℃。等温结晶时遵循不依热成核的三维生长机理，球晶形貌随结晶温度变化会发生环带到非环带的转变，转变温度在58到60℃之间，球晶生长过程中会在50℃时发生结晶方式Ⅲ区到Ⅱ区的转变。WAXD测试表明PHO为半结晶型高分子，结晶度可达50±5％。PHO的热稳定性良好，在310℃时失重5％，385℃时失重最快。水解实验说明，PHO的可降解性能良好，在37℃的强碱环境下完全降解只需4h。
　　之后研究了P(HO-co-BO)和P(HO-co-HS)两个共聚体系中，共聚组分的加入对聚合体系各项性能的影响。BO或HS组分的加入和加入量均未改变聚合物的结晶机理，所有样品都遵循不依热成核三维球晶生长机理，也没有改变它们的晶体结构，但共聚酯的结晶度均随组分的增多而降低。同时，共聚组分的加入增强了链段整体的运动性，使得共聚酯的玻璃化转变温度、熔点、平衡熔点均向低温偏移。共聚组分的加入使得样品球晶形貌由环带转变为非环带;加入量增大，球晶由紧致逐渐变得松散，而且球晶生长速率均会随共聚组分的增多而变慢。对于P(HO-co-BO)共聚体系来说，BO的加入对热稳定性基本没有影响，而P(HO-co-HS)共聚体系中，HS的加入在一定程度上提高了聚合物的热稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 生物基可降解高分子材料概述

1．2 草酸基聚酯的概述

1．3 聚草酸己二醇酯(PHO)的概述

1．4 聚丁二酸己二醇酯(PHS)的概述

1．5 本论文研究目的

第二章 聚草酸己二醇酯(PHO)的合成及结晶行为研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 PHO样品合成过程

2．2．3 表征方法

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 PHO的基本热行为

2．3．2 PHO的等温结晶行为及动力学

2．3．3 PHO的球晶形貌和生长机理

2．3．4 PHO的晶体结构

2．3．5 PHO的热稳定性

2．3．6 PHO的水解性能

2．4 本章小结

第三章 聚(草酸己二醇酯-co-草酸丁二醇酯)(P(HO-co-BO))的合成及结晶行为研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料及和合成过程

3．2．2 表征手段

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 PHO及P(HO-co-BO)共聚酯的化学结构、组成和晶体结构

3．3．2 PHO及其P(HO-co-BO)共聚酯的基本热行为

3．3．3 PHO及其P(HO-co-BO)共聚酯的等温结晶和多重熔融行为

3．3．4 PHO及P(HO-co-BO)共聚酯的球晶形态和生长速率

3．3．5 PHO和P(HO-co-BO)共聚酯的热稳定行为

3．4 本章小结

第四章 聚(草酸己二醇酯-co-丁二酸己二醇酯)(P(HO-co-HS))的合成及结晶行为研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料及和合成过程

4．2．2 表征手段

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 PHO及P(HO-co-HS)共聚酯的化学结构、组成和晶体结构

4．3．2 PHO及其P(HO-co-HS)共聚酯的基本热行为

4．3．3 PHO及其P(HO-co-HS)共聚酯的等温结晶和多重熔融行为

4．3．4 PHO及P(HO-co-HS)的球晶形态和生长速率

4．3．5 PHO和P(HO-co-HS)共聚酸的热稳定行为

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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