【摘 要】
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生物降解聚酯是指能在酶、微生物和/或水作用下,完全或部分降解成单体、低聚物、CO2和H2O等对自然界无害的物质的聚酯。生物降解的聚酯塑料不仅有传统聚酯塑料质轻、方便的优点,还具有可降解、可再生、无污染的优势。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚丁二酸乙二醇酯(PES)就是两种典型的生物降解聚酯。PBS作为一种可生物降解聚酯受到了很多的研究,但其结晶度较高,韧性较差的缺点使PBS不能满足更广泛的应用领域。
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生物降解聚酯是指能在酶、微生物和/或水作用下,完全或部分降解成单体、低聚物、CO2和H2O等对自然界无害的物质的聚酯。生物降解的聚酯塑料不仅有传统聚酯塑料质轻、方便的优点,还具有可降解、可再生、无污染的优势。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚丁二酸乙二醇酯(PES)就是两种典型的生物降解聚酯。PBS作为一种可生物降解聚酯受到了很多的研究,但其结晶度较高,韧性较差的缺点使PBS不能满足更广泛的应用领域。本篇工作使用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为扩链剂,向PBS中引入无定形的聚对苯二甲酸二甘醇酯(PDEGT)链段,合成了含有不同PDEGT重量比例的聚(丁二酸丁二醇酯-b-对苯二甲酸二甘醇酯)多嵌段共聚物(PBS-b-PDEGT),并对其做了一系列研究。结果表明,PBS-b-PDEGT具有优异的热稳定性,能达到一般的加工需求。引入PDEGT后几乎不会降低PBS的熔点(Tm)。PBS的结晶机理和晶体结构不变,但结晶度(Xc)有所下降。扫描电镜结果表明,PDEGT呈棒状分布于PBS基体中,该体系是一个部分相容的体系。所有PBS-b-PDEGT样品具有较好的力学性能,随着PDEGT含量的增多,PBS-b-PDEGT的杨氏模量(E)逐渐降低,断裂伸长率(ε)明显提高。加入40wt%的PDEGT的PBS-b-PDEGT4样品的ε可高达746.3±29.1%,相对于PBS提高了258.6%,并且拉伸强度(σb)没有降低。PES与PBS结构相似,也有较高的结晶度,但相对结晶速率慢于PBS。通过相同的方法将PDEGT与PES进行多嵌段共聚得到了聚(丁二酸乙二醇酯-b-对苯二甲酸二甘醇酯)多嵌段共聚物(PES-b-PDEGT)。PBS-b-PDEGT的质量损失到5%时的热分解温度高于300 oC,能满足一般加工需求。同样的,扫描电镜结果显示出PES与PDEGT是部分相容的,二者微观分布呈海-岛结构。PES-b-PDEGT的球晶形态较PES疏松,且成核密度减小。引入无定形的PDEGT组分之后,PES-b-PDEGT的E增大,σb先增大后减小,ε显著提高,加入20wt%的PDEGT的PES-b-PDEGT2样品的ε可达448.6±6.6%。综上,本论文通过扩链反应成功地合成了熔点较高且力学性能良好的PBS-b-PDEGT和PES-b-PDEGT,使PBS和PES可能在韧性包装等方面的应用范围拓宽,并为其它有关研究提供了借鉴。
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