聚醚酯弹性体的合成及性能的研究

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热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)是一种含聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。TPEE具有突出的强度和耐热性,其物理、化学性能优良,是一种综合性能优异的工程弹性体。随着TPEE应用领域的拓展,对其性能要求越来越高。本课题以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、间苯二甲酸二甲酯(DMI)、乙二醇(EG)、新戊二醇(NPG)、聚四氢呋喃醚(PTMG)为单体,改变部分原料的投料比,用熔融缩聚法合成出热塑性聚醚酯弹性体。通过红外(FT-IR)、核磁(1HNMR)、差示扫描量热法(DSC)和动态热分析(DMA)等手段测试了各样品的结构与性能。研究结果表明:1.通过FT-IR分析,出现C=O(1720 cm-1),-COO-(1232 cm-1),C-O-C(1098cm-1)主要官能团的吸收;磁核分析表明,NPG与EG的投料比与其在共聚物中的比例有所不同。2.应用二维核磁谱技术:H-HCOSY(同核相关氢谱),HMBC(异核多键相关谱),DEPT135℃(135碳谱),HSQC(异核单键相关谱),确定了高聚物的各原子团的连接方式和间接次序,并计算出各单元的摩尔比。3.X射线衍射结果表明,样品为非晶结构;动态力学性能表明热塑性聚酯弹性体存在两个Tg,分别对应软硬段,表明体系存在微相分离,但不明显,损耗模量比损耗因子表征微相分离效果更明显。4.动态流变研究结果表明:热塑性聚醚酯弹性体的熔体是粘弹性流体,在测试范围内处于相分离状态,相形态随温度及频率的变化而变化,储能模量G′、损耗模量G″、复数粘度η′及内耗正切值随熔体结构的变化表现出不同的变化规律。5.降解动力学实验表明:当气氛为氮气时,TPEE共聚酯只有一个降解台阶,起始分解温度、最大分解温度、残余质量随着PTMG的含量增大而降低;当气氛为空气时存在两个降解台阶,第一个阶段的降解行为与氮气气氛中的相同;用Kissinger方法求算出共聚酯在氮气中的降解动力学参数发现,第二阶段的降解行为比较复杂,样品活化能随PTMG含量有所变化;用Flynn-Wall-Ozawa方法分析研究表明,样品的表观活化随着PTMG的增加而降低。
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