新型可交聯(lián)生物基聚酰胺的分子設計、合成與性能研究.pdf

1、過去一個世紀以來，化工行業(yè)的發(fā)展以化石資源為主要原料。然而，當前社會對化石資源的需求呈指數(shù)式增長，人類工業(yè)革命依賴于化石資源來獲得維持現(xiàn)代生活方式所需要的燃料、化學品和聚合物等產(chǎn)品。與此同時，我們當前須要面對有史以來最嚴峻的挑戰(zhàn)如不斷增加的固體廢棄物、溫室氣體含量的增加、石油資源的短缺以及全球氣候變化等，并從中尋找到出路。高分子聚合物行業(yè)被公認為須要消耗大量的能源和原材料，且排放出大量的廢物、廢水，而源于生物質(zhì)的聚合物可以有效地減低溫室

2、氣體的排放和節(jié)約當前的化石資源的使用，被認為是“碳中性的”。因此，生物質(zhì)原料的發(fā)展為化工行業(yè)提供了一個有效且可行的解決方案。生物質(zhì)是一種可替代傳統(tǒng)化石資源，為許多高性能材料提供單體來源的可再生資源。
　　 因此，我們通過利用基于大宗生物質(zhì)產(chǎn)品的生物基單體及其衍生物衣康酸，癸二酸，丁二胺及癸二胺，在不加有毒催化劑的條件下，通過兩步法熔融縮聚，改變單體的起始投料比制備了一系列新型的線性、脂肪族、可交聯(lián)的生物基聚酰胺材料，并將它們命名

3、為聚衣康酰-co-癸二酰-co-丁二胺-co-癸二胺。
　　 通過核磁質(zhì)譜及碳譜分析、傅里葉紅外光譜、差示掃描量熱分析、熱失重分析、力學性能測試、X射線衍射分析及吸水性實驗，我們對制備的新型BDIS可交聯(lián)生物基聚酰胺的結構與性能進行了表征。我們發(fā)現(xiàn)，制得的BDIS可交聯(lián)生物基聚酰胺材料的分子結構、形態(tài)及物理機械性能等可以通過改變單體的起始投料比而簡單有效地進行調(diào)控。同時，我們證明了，衣康酸的側(cè)鏈雙鍵能有效的改變BDIS生物基聚酰

4、胺的分子結構及相應的性能。這種新型的BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺材料表現(xiàn)出了一系列不同的力學性能，且性能可調(diào)。
　　 我們還研究了水合作用及小分子水增速作用對BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺的性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)，小分子水能有效地降低BDIS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、提高其分子鏈段的運動能力。小分子水對BDIS的物理機械性能影響較大，能明顯地增塑BDIS聚酰胺。
　　 通過熱交聯(lián)法及紫外光輻射交聯(lián)的方法對BDIS生物基可交聯(lián)聚酰胺進行了

5、交聯(lián)實驗并研究了其交聯(lián)后的結構與性能。通過靜電紡絲的方法，制備了BDIS生物基聚酰胺納米纖維，并對其進行了表征。
　　 為了進一步表征BDIS生物基聚酰胺的結晶結構對其物理、化學劑機械性能的影響，本文還研究了BDIS生物基聚酰胺的等溫及非等溫結晶動力學。等溫動力學通過Avrami方程描述，而我們通過Avrami方程、用Jeziorny理論修正的Avrami方程、Ozawa理論及聯(lián)合的Avrami方程和Ozawa方程，對BDIS可