聚甲基乙撐碳酸酯的純化及共混合金的制備與性能研究.pdf

1、在現(xiàn)今溫室效應導致全球氣候異常和石油資源短缺導致碳源枯竭的現(xiàn)實狀況下，由二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚合成的聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)由于其對二氧化碳的固定和可完全降解特性，成為環(huán)境友好高分子材料研究領域中的一個熱點。近年來，本課題組在PPC合成、改性和產(chǎn)業(yè)化應用方面取得了突出的成果。在合成方面通過優(yōu)化實驗條件，以較高的催化效率制備得到了高分子量的PPC，具有優(yōu)良的加工性能和氣體阻隔性。
　　 工業(yè)化生產(chǎn)得到的未經(jīng)純化的PPC由于其中含

2、有的低分子量組分和副產(chǎn)物如環(huán)狀碳酸酯、聚醚等造成了熱性能和力學性能的不足，同時殘留其中的催化劑會使PPC在某些方面的應用上不能滿足安全性上和產(chǎn)品外觀上的要求。本論文為達到去除環(huán)狀碳酸酯及殘留的催化劑等雜質(zhì)的目的，研究了以丙酮/乙醇為混合溶劑的溶脹法對未經(jīng)脫揮處理的PPC原料的純化效果。實驗利用HNMR和ICP等檢測手段對PPC的雜質(zhì)殘留量進行了評估，優(yōu)化了PPC純化條件。通過力學、熱性能的表征評估了純化對PPC性能帶來的改善。在綜合評估

3、丙酮/乙醇為混合溶劑輔以鹽酸的溶脹法的純化效果基礎上，提出了適用于工業(yè)化的PPC純化工藝，使經(jīng)過純化后的PPC在性能及安全性上能夠滿足不同實際應用的要求。
　　 為了提高PPC的力學強度和耐熱性，本論文以甲苯二異氰酸酯(TDI)作為擴鏈增容劑通過在熔融共混過程中原位擴鏈增容的方法制備了PPC/PLA增容改性共混合金。通過掃描電子顯微鏡研究了在加入二異氰酸酯增容后共混物的微觀形貌，發(fā)現(xiàn)PPC/PLA二元共混體系中兩相界面逐步消失，

4、兩相的結(jié)合能力變強。共混物拉伸強度隨TDI加入量的增加而增大，同時在TDI加入量不超過2phr時共混體系的拉伸斷裂伸長率增大，韌性增強。熱重分析表明，當TDI加入量少于1phr時能使到共混體系-5％熱失重溫度和最大熱失重溫度都得到了提高。共混物的維卡軟化點也隨TDI的加入量增加而變高，從沒有加入TDI時的38℃附近升高到了TDI加入量為5phr時的45℃以上。可以認為TDI加入后帶來的增容效果，使PLA相與PPC相的相容性得到改善，從而

5、使得共混體系的耐熱性和力學性能得到了明顯的提高。此外，TDI的加入在共混體系中引入的交聯(lián)部分也為共混物性能的改善作了貢獻。
　　 為了開發(fā)PPC在薄膜方面的應用，本論文利用己二酸-對苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)在力學性能及耐熱性上的優(yōu)點彌補PPC在薄膜制備上的不足，通過三螺桿混合制備了系列PBAT/PPC共混材料并通過管膜法制備了PBAT/PPC薄膜。研究了PBAT/PPC薄膜的力學及熱性能，并通過掃描電鏡對薄膜微觀形貌的

6、觀測及共混材料的流變學性能研究了影響共混材料薄膜制備穩(wěn)定性及薄膜力學性能的因素。從SEM圖片上可以清楚看到薄膜表面的延縱向的取向紋路。薄膜樣品在制備時沿機器牽引的縱向方向取向使得就同一個樣品而言，縱向拉伸強度較橫向拉伸強度要大，而橫向撕裂強度較縱向撕裂強度要大。對PBAT/PPC共混材料的流變學性能研究發(fā)現(xiàn)，PPC的加入使共混物黏流活化能增大，從而減少了共混材料在管膜法薄膜制備過程中對冷卻設備的依賴性。在同等的冷卻條件下，PPC含量較大