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1、生物降解聚合物论文：PBS-PA6IcoT交换反应及其产物研究【中文摘要】可降解高分子材料近年来备受关注,但大部分聚酯可降解高分子材料存在热性能、力学性能较差的缺点。而聚酰胺则由于含有酰胺键(-CONH-),以及分子链间氢键的存在,具有较好的热性能和力学性能,但聚酰胺难以降解。综合上述两类聚合物的特点,本文拟以高分子量的脂肪族聚酯和半芳香族聚酰胺为原料,经由酯-酰胺交换反应制备高分子量的聚酯酰胺。首先,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和无定形尼龙聚间(对)苯二甲酰己二胺(PA6IcoT)在卧式反应釜中进行熔融反应共混,利用溶解度实验、FT-IR和13C-NMR对交
2、换反应的机理和生成的共聚物的结构进行了表征,并利用扫描电镜研究了交换反应对共混物相形态的影响。结果表明,以对甲苯磺酸(TsOH)为催化剂时,PBS和PA6IcoT之间可发生交换反应。随着反应程度的增大,共聚物的无规度增大,分子量分布变宽。交换反应生成的共聚物可起到相容剂的作用,改善了共混物中两相的相容性,分散相颗粒尺寸明显变小。其次,系统研究了PBS和PA6IcoT熔融共混物的等温和非等温结晶动力学,晶体形态和晶体结构。结果表明,PA6IcoT抑制PBS的结晶,导致结晶活化能增大,结晶速率和结晶度减小。交换反应破坏了产物链段的规整性,更加剧了这一效应。随着反
3、应程度增大,共混物结晶形态发生较大变化,球晶尺寸逐渐减小,界面变得越来越模糊；晶体结构变化较小,但是反应共混物的衍射峰位置出现漂移。最后,探讨了共混物的化学结构和凝聚态结构对共混物热性能、力学性能和降解性能的影响。研究结果表明,由于体系相容性得到改善,两者的玻璃化温度逐渐向中间靠拢。交换反应生成的共聚物链段中含有刚性基团,使得共混物的热分解性能显著提高。PBS和PA6IcoT物理共混时,由于相容性差力学性能下降。随着交换反应程度的增加,PA6IcoT的链段逐渐进入PBS的链段中,产物的拉伸强度、拉伸模量和冲击强度均高于PBS。另外,随反应程度提高,共混物结晶
4、度减小,无规度增加,有利于其生物降解。这样在提高热性能和力学性能的同时,可以保持其可生物降解性。【英文摘要】Inrecentyears,manyresearchersarefocusingontheenvironmentallyfriendlymaterials,especiallyonthebiodegradablepolymers.Mostofthebiodegradablepolymersarepolyesters,whichhavepoorthermalpropertiesandmechanicalproperties.Therefore,their
5、practicalapplicationsarelimited.Ontheotherhand,thepolyamidechainscontainamidebond(-CONH-).Becauseoftheexistenceofhydrogenbondsbetweenmolecularchains,theyhavegoodthermalandmechanicalproperties.However,theyarenotbiodegradable.Tocombinetheadvantageoftwopolymers,highmolecularweightpoly
6、(esteramide)sarepreparedbyester-amideexchangereactionbetweenaliphaticpolyesterandsemi-aromaticpolyamide.Firstly,amorphousnylonPA6IcoTandpoly(butylenesuccinate)(PBS)areblendedinthehorizontalreactorundermeltingconditions.Themechanismofexchangereactionandstructureofcopolymersareanalyz
7、edbysolubilityexperiment,FT-IRand13C-NMR.Scanningelectronmicroscope(SEM)isusedtoanalyzetheinfluenceofexchangereactiononphasemorphology.Theresultsshowthatester-amideexchangereactionbetweenPBSandPA6IcoTcanoccurwithparatoluenesulfonicacidasthecatalyst.Withtheincreaseofreactionextent,t
8、herandomnessofcopolymersis
