论文部分内容阅读
近年来,由于石油化石资源的日渐匮乏,开发可再生生物基高分子材料越加重要。在本课题组前期研究中,以五种常见的生物质单体为原料制备了一种新型生物基聚酯弹性体BPE,具有良好的生物相容性、弹性和经纳米增强后优异的力学性能。由于该种生物基聚酯弹性体的分子主链为饱和极性酯基,侧链含不饱和双键,推测BPE应该具有较好的耐热老化性能,耐油性能和耐低温性能。本文分别研究了生物基聚酯弹性体的老化性能及其老化机理、耐油性以及低温性能,并对其进行了详细的性能表征。本论文首先研究了BPE/CB纳米复合材料老化前后的力学性能变化(第三章),结果表明,随着老化温度和老化时间的延长,BPE/CB纳米复合材料的力学性能逐渐下降,但在高温下其力学性能保持率维持在较高水平,表现出优异的老化性能。随后,我们利用红外图谱(FTIR)、差式扫描量热仪(DSC)和交联密度等手段针对BPE/CB纳米复合材料在高温下的老化机理进行了初次探讨。研究表明BPE/CB纳米复合材料在老化过程中同时发生了分子链降解反应和分子链之间的交联反应两种热氧老化反应。本论文随后研究了BPE/CB纳米复合材料在不同条件下的耐油性能(第四章)。常温环境下,将BPE/CB纳米复合材料分别浸泡在燃油(RP-3)、润滑油(4109)和液压油(YH-15)三种航空常用油中至溶胀,实验结果表明,BPE/CB纳米复合材料力学性能保持率分别达到了91.6%和93.3%和80.1%。与NBR/CB复合材料对比表明,在100℃以下,BPE/CB纳米复合材料与NBR/CB复合材料力学性能保持率基本持平,而在100℃以上,BPE/CB纳米复合材料的力学性能保持率则明显优于NBR/CB复合材料。本论文最后研究了BPE/CB纳米复合材料的低温性能(第五章)。通过改善BPE原胶的合成配方,首次制得了完全不结晶的五元生物基聚酯弹性体。该新型BPE/CB纳米复合材料的低温脆性温度可以达到-55℃,并且在环境温度低至-50℃时,其压缩耐寒系数能达到0.21,说明其能在低温下能保持较高的强度,抗冲击性能和良好的弹性。