聚四氢呋喃—聚对苯二甲酸丙二醇酯多嵌段聚合物的合成、表征及性能研究

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本论文从热塑性弹性体的设计原理出发,基于聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)具有高弹性的特点,采用将嵌段聚合物弹性体和PTT聚酯高弹性相结合的方法,设计了一种新型的聚醚酯嵌段聚合物热塑性弹性体材料。其中的聚醚软段采用具有低玻璃化转变温度的聚四氢呋喃(PTMO),利用端基为羟基的PTMO开环聚合新型聚对苯二甲酸丙二醇酯环状寡聚物单体的方法,合成了一类新型的聚四氢呋喃(软段)-聚对苯二甲酸丙二醇酯(硬段)嵌段聚合物,并对聚合物进行了结构和性能的分析。具体工作总结如下:(1)利用对苯二甲酰氯和1,3-丙二醇在“假高稀”条件下合成聚对苯二甲酸丙二醇酯环状寡聚物,通过控制变量研究法,探索了该反应的最优化条件。(2)通过改变催化剂用量和反应时间,结合优化的核磁共振氢谱测试,以及粘度测试等方法,研究嵌段聚合物分子量随时间的变化,以及开环聚合反应过程。发现在聚合过程中发生了酯交换反应,使得到的嵌段聚合物为多嵌段聚合物。(3)利用开环聚合的方法合成一系列不同软硬嵌段含量的聚合物,并对其热分解、结晶性能、机械性能等进行研究。通过DSC分析发现在(PTT-b-PTMO-b-PTT)n多嵌段聚合物中,随着PTT含量的降低,PTT和PTMO段的结晶温度降低。偏光显微镜观察发现聚合物的结晶形态随着软硬嵌段比例的不同而发生改变。机械性能测试发现该类热塑性弹性体具有良好的拉伸性能,其中当软硬段比例为4:1时,其最高断裂伸长率在1100%以上,是一类具有优良性能的新型热塑性弹性体材料。
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