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近一个世纪以来,材料行业发展迅猛,材料是人类文明发展的基础,现代生活对材料的需求日益增长,其中聚合物材料更是越来越大量地应用于各行各业中。其中聚酰胺作为重要的工程塑料,被大量应用于汽车行业、建筑行业、电子电器等行业,但是目前绝大多数聚酰胺都是以石油产品为原料,其对不可再生资源的依赖,在一定程度上阻碍了聚酰胺行业的发展,且石油基产品在生产制造过程中产生的有害物质带来的温室效应、雾霾天气等环境问题已经是不容忽视的。为了聚酰胺材料行业的可持续发展,为了解决石油资源匮乏和环境污染的问题,生物基高分子材料的研究引起了科学家们的重视,在很多领域里已经逐步开始用生物基聚合物代替石油基聚合物材料。本文以大宗生物基单体及其衍生物草酸二乙酯、端氨基聚丙二醇、端氨基聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段聚丙二醇、己二胺、糠胺等为原料,在不加入催化剂的条件下进行两步法熔融缩聚得到生物基聚(草酰胺-脲)和聚酰胺,通过调整单体的初始投料比改变聚合物的硬段含量以及分子量,从而改变聚合物的性能。本文中所涉及的聚合物均是由两步法合成得到,第一步合成聚酰胺预聚体,第二步加入扩链剂(BHHDU)或者交联剂(T440)反应得到线型聚(草酰胺-脲)和交联型聚草酰胺。具体工作如下:1、热塑性结晶性聚(草酰胺-脲)是由两步法合成得到,首先由草酸二乙酯、己二胺、端氨基聚丙二醇进行熔融缩聚得到不同分子量的聚酰胺预聚体,聚酰胺预聚体和扩链剂(BHHDU)发生扩链反应得到一系列带有脲键结构的热塑性聚酰胺(POXAUs)。POXAUs的Mn在9400-29900g/mol之间,Mw在 10300-41700g/mol 之间;Tg介于 32.8-45.2℃之间,Tm介于147.9-155.9℃之间,硬段含量和分子量的增长使得聚合物的Tg和Tm提高;POXAUs的起始分解温度均高于242.0℃,可用于一般的热塑性聚合物的加工;结晶度可达41%;POXAUs的拉伸强度可达60.0MPa,断裂伸长率达到14.8%。脲键的引入增加了分子链间氢键的数量和强度,这些都影响了聚合物的力学性能,因为软段端氨基聚丙二醇中含有的大量侧甲基,这使得POXAUs分子链的柔顺性不够好,所有聚合物均表现为脆性的热塑性塑料。2、热塑性聚(草酰胺-脲)弹性体是由两步法得到,首先由草酸二乙酯、己二胺、端氨基聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段聚丙二醇熔融缩聚得到不同分子量的聚酰胺预聚体,聚酰胺预聚体和扩链剂(BHHDU)发生扩链反应得到一系列带有脲键结构热塑性聚酰胺弹性体(POXAUEs)。POXAUEs的 Mn在 11322-35731g/mol 之间,Mw在 11403-36193g/mol之间;Tg介于-31.7℃至-23.7℃之间,Tm在84.01℃至139.1℃之间,硬段含量和分子量的增长使得聚合物的Tg和Tm提高;POXAUs的起始分解温度均高于215.5℃,可用于一般的热塑性聚合物的加工;结晶度可达30%;POXAUEs的拉伸强度可达30.6MPa,断裂伸长率达到1372%,定长拉伸回复率可达76.3%,且存在软硬段微相分离的现象,软硬两相存在一定程度的互溶现象可以提高其力学性能。在POXAUs的基础上改进,端氨基聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段聚丙二醇相较于端氨基聚丙二醇,大幅减少了侧甲基的数量且增加了分子链长度,更加柔顺,改善了聚合物的弹性和韧性。3、交联型聚草酰胺的合成分两步完成,首先由草酸二乙酯、二糠基胺、端氨基聚丙二醇熔融缩聚合成不同分子量及硬段含量的线型聚酰胺预聚体,预聚体和交联剂(T440)进行交联固化反应,得到热固性交联型聚草酰胺(cPOXAs)。cPOXAs的Tg随预聚体硬段含量的增加从30.9℃升至49.2℃,随预聚体分子量的增加从35.9℃下降至33.0℃;cPOXAs的起始分解温度均高于212.0℃,可用于一般的材料加工工艺;随着预聚体硬段含量和分子量的变化,cPOXAs表现出从刚性到韧性的变化,刚性的cPOXAs拉伸强度可达59.4MPa,断裂伸长率为7.3%,韧性的cPOXAs拉伸强度为18.9MPa,断裂伸长率为319.1%。