对苯二甲酸环状寡聚酯及相应聚醚酯多嵌段共聚物的合成和性能研究

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本论文主要研究半芳香型环状寡聚对苯二甲酸脂肪醇酯及其相应聚醚酯多嵌段共聚物。合成并分离环状寡聚对苯二甲酸丙二醇酯(COTTs)和环状寡聚对苯二甲酸丁二醇酯(COBTs),研究不同寡聚度对环状寡聚酯的物理化学性质的影响;通过开环-缩合聚合法利用聚四氢呋喃(PTMO)大分子引发剂成功将COTTs制备成一系列聚醚酯多嵌段交替共聚物,并利用多种表征手段研究共聚物的化学、物理结构和性能的关系。具体研究内容如下:(1)利用柱层析法成功分离COTTs和COBTs,得到7个不同寡聚度的纯净的环状寡聚酯,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS),核磁共振氢谱(1H NMR)精确表征并证明其化学结构,并进一步研究其密度、热力学性质以及折光指数等性能,发现其性质随寡聚度不同表现出特殊的奇偶效应。(2)通过开环-缩合聚合法成功合成一系列不同结构的(PTT-b-PTMO-b-PTT)n聚醚酯多嵌段交替共聚物,利用定量1H NMR成功解析其化学结构,得到嵌段共聚物的总分子量、嵌段数目以及各嵌段的平均分子量,并对其机械性能表征,发现其表现出与传统无规嵌段共聚物不一样的性能,如随着嵌段数目的增加,断裂伸长率增加。其中,最高断裂伸长率接近1800%,100%拉伸应变后的回复残留应变仅为5.8%,表现出优异的机械性能。通过广角X射线衍射(WAXD),偏光显微镜(POM),小角X射线散射(SAXS),透射电子显微镜(TEM)等测试手段研究其结晶、相分离尺度等多级次结构,发现拉伸性能较好的共聚物形成的微观相分离尺度更小,PTT结晶形成的片晶的交联区域更大,解释了结构与性能之间的关系。
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