纤维素/PET接枝共聚物的应用探索研究

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纤维素为天然合成高分子聚合物,分子链结构单一,由于没有功能性的官能团,限制了它的应用,利用纤维素的羟基作为接枝点,将聚合物连接到纤维素的骨架结构上,可赋予纤维素多种性能和用途,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有良好的力学性能、化学稳定性和可纺性,PET与纤维素的结合受到了人们的关注。  本研究合成了低分子量的接枝原料PET并利用含有单官能团的苯甲醇合成了单端羟基PET,苯甲醇只是进行了分子链封端,对于合成的PET的整体结构没有较大影响。合成单端羟基PET的适宜投料比EG/PTA为1.5,分子量主要受终缩聚时间影响,分子链两端大部分为羟基,羧基所占比例很小。利用溶液聚合的方式将PET接枝到二醋酸纤维素(CDA)上,选用异孚尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为合适的偶联剂,以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和离子液体作为复合催化剂,投料时PET与CDA的葡萄糖单元比例为1∶1,选用1,1,2,2-四氯乙烷作为溶剂时接枝实验的效果最好;通过FT-IR对接枝过程进行探究,表明PET是通过化学接枝的方式连接到CDA分子链上;在采用转矩流变仪模拟熔融挤出接枝过程中发现适宜的加工温度为220℃,转子转速为30-50 r/min,且加工时间不宜超过10 min;与原料CDA相比,随着接枝实验中PET含量的增加,接枝产物CDA-g-PET的疏水性增加,吸水性降低;结晶度降低,玻璃化转变温度消失;热稳定性提高,起始热降解温度和热降解速率最快温度均提高;拉伸强度降低,断裂伸长率提高,弯曲模量降低。
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