PBS及其共聚物的丁二酰氯扩链及降解研究

摘要

脂肪族聚酯,由于具有良好的生物降解性能,已成为世界范围内的研发热点之一。聚丁二酸丁二醇酯(PBS),因其熔点较高,具有较好的加工性能;聚(丁二酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(P(BS-co-BA))和聚(丁二酸丁二醇-co-癸二酸丁二醇)酯(P(BS-co-BE)),由于对分子主链的对称性的破坏,使其具有更好的拉伸性能和生物降解性能。但是,常规合成方法,不管是熔融缩聚法、溶液缩聚法还是熔融-溶液缩聚法均难以得到较高相对分子质量的产品,很大程度上限制着以上产品的加工和应用性能。本论文采用丁二酰氯(Succinicchloride)为扩链剂,对常规合成方法所合成的PBS、P(BS-co-BA)及P(BS-co-BE)进行了扩链研究,进一步提高其相对分子质量,希望能改善其加工和应用性能。
　　 (1)以丁二酰氯扩链剂,对常规合成方法合成的PBS进行了扩链研究,探讨了扩链反应的最佳反应条件;检测了扩链前后PBS的相对分子质量、熔点及其力学性能等。结果表明:①扩链反应的最佳反应条件为:反应温度140℃,反应时间60分钟,丁二酰氯加入量为5%;②PBS的相对分子质量从扩链前的6.17万,增大到了扩链后的12.35万;③熔点从扩链前的117℃提高到了扩链后的127℃;④断裂伸长率从扩链前的132%增加到了扩链后的253%;⑤热分解温度由扩链前的327℃升高到了扩链后的335℃。
　　 (2)在上述最佳扩链反应条件下,用丁二酰氯对常规合成出的P(BS-co-BA)一系列共聚物进行扩链研究;检测了P(BS-co-BA)一系列共聚物扩链反应前后的相对分子质量及熔点等性质。结果表明:①丁二酰氯对P(BS-co-BA)一系列共聚物最佳扩链产物比例分别是P(BS-co-BA)-20%;②相对分子质量从扩链前的6.02万提高到11.07万;③熔点从扩链前的117℃提高到119℃。
　　 (3)在丁二酰氯对常规合成的PBS的最佳反应条件下,用丁二酰氯对常规合成出的P(BS-co-BE)一系列共聚物进行扩链研究;检测了P(BS-co-BE)一系列共聚物扩链反应前后的相对分子质量、熔点及热分解温度等性质。结果表明:①此条件下,丁二酰氯对P(BS-co-BE)共聚物的最佳扩链合成比例是P(BS-co-BE)-20%;②P(BS-co-BE)共聚物熔点从98℃上升到103℃;③相对分子质量也从扩链前的5.96万上升到11.71万;④热分解温度从扩链前的301℃上升到309℃。
　　 (4)采用降解营养液,对上述PBS、P(BS-co-BA)及P(BS-co-BE)共聚物扩链前后的产物进行降解试验,得到以下结论:①PBS共聚物扩链前降解实验得出:PBSA-20、PBSE-20的降解失重率均大于纯PBS的失重率,且PBSE-20失重率最大。②丁二酰氯扩链以后PBS共聚物的失重率均大于对纯PBS扩链后的降解速率。即SUC-PBSE-20＞SUC-PBSA＞PBS,PBSE-20＞PBSA＞PBS。