论文部分内容阅读
环境和资源问题日益严重,发展生物基的绿色材料受到越来越多关注。相对于脂肪族生物基聚酯,芳香族生物基聚酯在热性能和力学方面有着巨大优势。聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)是目前十分有研究前景的芳香族生物基聚酯,然而其固有的脆性和结晶速率慢的缺点限制了其进一步发展。本论文通过共聚和复合的方法分别对PEF这两个缺陷进行改性。首先,以呋喃二甲酯、乙二醇和1,10-癸二醇为单体通过熔融缩聚法成功制备了 PEF、聚呋喃二甲酸1,10-癸二醇酯(PDeF)和一系列共聚酯(PEDeF),并对所有样品的非等温结晶行为、热稳定性、力学性能和晶体结构进行了研究。结果表明随着EF含量的下降,PEDeF共聚酯的玻璃化转变温度逐渐下降,并能够用Fox公式进行很好的拟合,实现了无规共聚。共聚破坏了聚酯的结晶性,只有DeF含量为84 mol%的共聚酯表现出一定的结晶性。所有样品都有着很好的热稳定性和力学性能。随着DeF含量的增加,PEDeF共聚酯的断裂伸长率逐渐升高,当DeF含量为42 mol%的共聚酯的断裂伸长率达到了 282.2%。与1,10-癸二醇共聚可提升PEF的拉伸韧性。其次,通过溶液浇铸法制备了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(ovi-POSS)含量分别为1 wt.%、2 wt.%和5 wt.%的PEF复合材料,即PEF/ovi-POSS1、PEF/ovi-POSS2和PEF/ovi-POSS5。研究了 PEF及其复合材料在不同降温速率下的非等温结晶行为,ovi-POSS为2 wt.%时对PEF结晶的促进最明显。作为成核剂的ovi-POSS含量为2 wt.%时,PEF的熔体结晶明显提高,在恒定降温速率下显示出较高的熔体结晶温度,在相同结晶温度下表现出较短的结晶半时间。Ovi-POSS不改变复合材料中PEF的结晶机理和晶体结构。总之,本论文分别对PEF固有脆性和结晶速率慢的两个缺点进行了改性。结果表明,与作为第三单体脂肪族长链的1,10-癸二醇共聚可以提高PEF的韧性。ovi-POSS可以作为成核剂促进PEF的结晶过程。为改进PEF两个典型缺点提供了思路,有望拓展PEF的应用前景。