生物基热塑性聚氨酯弹性体的制备及酶解性能的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:roy1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物质资源广泛存在于自然界中,然而关于生物质资源的综合利用和开发尚且缺乏充分研究,聚氨酯材料是重要的第五大合成材料,且未来中国市场的需求是聚氨酯行业发展的重大引擎。采用生物基原料制备高性能聚氨酯弹性体材料对推动聚氨酯行业绿色、可持续发展具有重要意义。常规的聚氨酯在常规降解条件下分子链运动能力较低,降解性能不好。本文采用生物基来源的小分子二酸和二醇,研制了一种具有较低玻璃化转变温度、高柔顺性的生物基聚酯二醇,并且引入生物基热塑性聚氨酯弹性体(BTPU)的分子链中提高BTPU分子链的柔顺性。利用高温提高BTPU分子链的柔顺性,并对BTPU进行酶降解,实现了BTPU的快速降解。通过研究不同软段分子量和硬段含量对生物基可降解聚氨酯弹性体微观形貌和力学性能、热性能、降解性能的影响,为生物基可降解聚氨酯弹性体的研究和开发提供了参考。首先,在本文第三章中,采用生物基来源的丁二酸、癸二酸、丙二醇、2,3-丁二醇合成了线性无规的生物基聚酯二醇,通过调节缩聚时间获得了分子量分别为2000、4200、5660 g/mol的生物基聚酯二醇。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外吸收谱的表征表明,三种分子量不同的聚酯多元醇具有相似的化学组成,差示扫描量热分析表明三种聚酯多元醇具有较低的玻璃化转变温度,为设计合成BTPU做好了准备。然后,在本文第四章中,采用低玻璃化转变温度的生物基聚酯二醇作为软段制备了不同软段分子量和硬段含量的BTPUs,采用原子力显微镜研究了BTPUs的微相分离形貌,并且将聚氨酯的微观形貌和宏观性能相对应,总结出了聚氨酯软段分子量、硬段含量和聚氨酯力学性能、动态热力学性能、耐热性之间的构效关系。制备了断裂伸长率达到2000%的高韧性的BTPU和强度高达19.6 MPa的高强度BTPU。最后,在本文第五章中,采用在高温环境中具有高活性的角质酶LCC作为水解催化剂对BTPU进行降解研究。利用高温软化BTPUs的分子链结构、增加分子链的柔顺性,最终实现了BTPUs的快速降解。通过追踪降解过程中的质量变化以及降解前后样品的化学结构、微观形貌的变化,构建起了BTPUs的软段分子量、硬段含量和在酶溶液中降解性的构效关系。其中,降解性能力最强的样品2000-15%在降解10天后,其降解率高达89.6%。
其他文献
<正>1980年代中期以来的文学中弥漫着一股强烈的去历史化意识,尤其着力于解构革命历史,形成背离革命话语的个人化叙事,在对革命伦理的破坏中张扬个人世俗化欲望的合法性。这当然是个人摆脱长久以来僵化的革命话语和历史重负的一个重要胜利。革命祛魅之后,社会整体性的象征秩序走向崩塌,文学叙述似乎获得了前所未有的自由度。但当一切借以安身立命的价值和意义系统都变得飘移不定后,尤其是在历史叙述的过度欲望化的流行趋
期刊
由气体参与的电化学反应在能源和环境等领域是至关重要的反应,如氧气还原反应和氢气氧化反应分别在阴极氧还原生成过氧化氢和阳极氢氧化降低电积锌槽压中有着良好的应用前景。气体扩散电极作为一种尤其适用于三相反应的器件,对于提升有气体参与的电化学反应速率有重要的意义。尽管许多电催化材料在电化学测试中都有着优异的本征活性,但将其应用到气体扩散电极中就涉及到制备工艺和性能关联问题。本研究以聚偏氟乙烯(Polyvi
学位
环磷腈是一种以磷氮原子单双键交替连接而成的六元环为核的化合物,其重要原料六氯环三磷腈的氯原子因为高的反应性而可以被多种亲核试剂进攻取代,制备出各种结构的环磷腈化合物。环磷腈化合物除了天生阻燃的特性,其高官能化度的特点也被利用来制备功能树脂材料中间体,用于改性传统材料火安全性。基于这些研究背景,本文使用苯酚、甲醇、丁香酚、六氯环三磷腈等原料,通过结构设计和有机及聚合化学反应,制备了两种新型环磷腈基阻
学位
有机太阳能电池是一种具有质量轻、柔性、可大面积印刷等优点的光伏技术,其中阴极修饰层是有机太阳能电池中的重要组成部分,具有提高电子传输效率和提高器件稳定性等作用。苝酰亚胺类材料(PDI)由于其电子迁移率高、能级合适、易于修饰等优点,成为一类具有潜在应用价值的界面材料。但是此类材料目前仍存在的种类较少,构效关系还不够明确等问题。基于此,本论文从极性侧链和芳香核两方面着手,合成了多种新型PDI类界面材料
学位
以二氧化硅气凝胶为代表的传统无机气凝胶的骨架结构为纳米晶粒,材料脆性较大,且容易产生潮解,极大限制了硅气凝胶的应用范围;而现代有机气凝胶则具有更好的压缩力学性能,集柔韧轻质为一体,可以在一定领域有望取代无机气凝胶。因此设计并制备出一种轻质高弹、具有优异力学性能和热稳定性能的有机气凝胶对拓展该材料的应用领域有着重大意义。聚酰亚胺(polyimide,PI),由于主链中富含有芳杂环结构,因而具备优异的
学位
中医治疗多种疾病由于疗效显著、不良反应少、个体化用药原则强等优点,广受青睐。慢性支气管炎常见且易反复发作,为了解中医治疗慢性支气管炎的现状,发挥中医治疗疾病的巨大优势,提高患者生活质量,文章回顾了近十年中医治疗慢性支气管炎相关文献,得出联合中医内外治法治疗慢性支气管炎,相比单纯采用西医治疗效果更显著,副作用更少,延缓疾病发生发展效果更明显。建议大力推广临床上联合中医内外治法治疗慢性支气管炎,丰富治
期刊
随着海洋噪声污染日益引起关注,以及水下探测设备的不断发展,水下声学材料面临着新的挑战,在宽频、耐压、低频等方面提出了更高的要求。氯化丁基橡胶(CIIR)具有高损耗因子和较宽的阻尼温域(-60℃~10℃),广泛应用于阻尼、吸声领域。但其模量低,在高压下难以保持形状和声学性能。杜仲胶是我国特有的生物基橡胶,是天然橡胶的同分异构体,分子链排列规整易结晶,具有高模量的特点以及结晶熔融阻尼机制,在轮胎、医用
学位
随着经济社会的不断发展,能源危机日益加剧,越来越多的人将目光聚焦于氢能。氢能作为一种清洁可再生能源,因其无毒无害,能量密度高且储量丰富的优点,有望替代传统碳基燃料,被称为21世纪的“绿色黄金”。然而,传统的电解水制氢技术存在耗能高、污染大的问题。而光电催化水分解直接利用太阳能,具有成本低、效率高和环境友好的优点,成为研究热点。设计廉价、高效、稳定的光电催化剂,是实现氢气工业化的关键。硫化镉有较窄的
学位
镁合金是最轻(密度仅为约1.8 g/cm~3)的结构金属材料,但是镁合金的易腐蚀性严重限制了其应用与发展。使用表面膜层是保护镁合金免受腐蚀常用的方法之一。近年来,层状双金属氢氧化物(LDHs)膜层作为一种耐蚀性良好的智能膜层引起了人们的关注。软模板法被认为是合成LDHs最简单的方法之一,使用表面活性剂作为软模板剂可以控制合成LDHs的形貌、结构和尺寸,但是目前为止还没有人研究过表面活性剂对金属表面
学位
水成膜泡沫灭火剂是一类针对B类液体燃料火灾的有效灭火剂,其核心组分为氟碳表面活性剂,辅以碳氢表面活性剂作为发泡剂,并添加增粘剂、助溶剂等功能助剂。由于氟碳表面活性剂的高化学稳定性,水成膜灭火剂的储存寿命远高于蛋白和合成泡沫灭火剂。然而水成膜灭火剂在长期储存过程中仍存在性能下降和老化失效的问题,有必要研究水成膜灭火剂在储存条件下的老化降解行为,并预测常温储存时的性能变化规律。本论文设计了一系列水成膜
学位