直接缩聚合成聚乳酸均聚物的扩链和改性研究

摘要

本论文首先综述了国内外聚乳酸的合成和扩链研究的进展，主要包括聚乳酸的基本性能，聚乳酸的开环聚合研究进展，聚乳酸的直接合成研究进展，聚乳酸的扩链和改性的研究进展，以及聚乳酸的其它扩链改性研究进展。
　　 本论文主要研究对乳酸直接缩聚合成的聚乳酸均聚物进行扩链和改性。首先选取去水处理的乳酸为原料，锌酸亚锡为催化剂，直接熔融缩聚合成了聚乳酸均聚物，考查时间、温度、压强以及催化剂用量对聚乳酸均聚物平均摩尔质量的影响，然后采用以下两种实验方案对生成的聚乳酸均聚物进行扩链和改性。方案（1）：聚乳酸均聚物和聚乙二醇（PEG）（400、600、800）按m（PLA）：m（PEG）=9：1共聚，并对聚合产物的结构和性能进行表征。方案（2）：采用两步法对聚乳酸均聚物进行扩链。第一步，用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）扩链聚乳酸均聚物。第二步，用不同数均分子量（Mn）的PEG（400、600、800、4000、6000、10000）对其进行扩链改性制备一系列聚乳酸-聚乙二醇（PLEG）。然后，进一步研究了聚乳酸均聚物中OH与IPDI中NCO反应的摩尔比，反应时间和温度等因素对改性聚乳酸均聚物平均粘均摩尔质量的影响，得出n（OH）：n（NCO）=1.5时，反应温度176℃、压强0.09 MPa条件下，反应13 min得到聚乳酸（PLA）的ηr最大。实验结果表明：直接熔融缩聚合成的聚乳酸均聚物用IPDI/PEG扩链后，PIEG一600的重均分子量可达到75681，PLEG-800的Tg最小且接触角最小亲水性能最好。PLA是非牛顿性流体，同时也具有好的热稳定性。最后，用三氯甲烷作为溶剂熔解PLA、PLEG-600和PLEG-800，并配制成溶液，铺展在聚四氟乙烯模板上成膜，待三氯甲烷完全挥发，膜干燥后，测试结晶度。测试结果证明PLEG-800具有良好的韧性。
　　 最后本论文对改变工艺条件和物料配比进行了展望，通过工艺条件的改进有望更好的降低PLA共聚物的Tg和接触角，从而更好的改变PLA共聚物的柔韧性和亲水性，使其更有利于加工成型和应用推广。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.1生物降解高分子材料概述

1.1.1生物降解高分子材料的定义及用途

1.1.2生物降解高分子材料的发展

1.1.3生物降解高分子材料的分类

1.1.4生物降解高分子材料的展望

1.2聚乳酸概述

1.2.1聚乳酸的物理及化学性质

1.2.2聚乳酸的结构

1.3聚乳酸的合成

1.3.1开环聚合法

1.3.2乳酸直接缩聚

1.3.3 PLA合成的其他方法

1.4聚乳酸的改性

1.4.1共聚法改性

1.4.2扩链法改性

1.4.3增塑改性

1.4.4材料复合改性

1.4.5扩链合成展望

1.5聚乳酸及其共聚物合成反应中使用的催化体系及催化机理

1.5.1催化体系

1.5.2催化机理

1.6聚乳酸类材料的应用

1.6.1在医学领域的应用

1.6.2在纺织业的应用

1.7本课题研究的目的和意义

2直接缩聚法合成聚乳酸

2.1主要研究内容

2.2实验部分

2.3结果与讨论

3聚乳酸-聚乙二醇的合成

3.1主要研究内容

3.2实验部分

3.2.1主要原料与设备

3.2.2实验过程

3.2.3产物的表征

3.3结果与讨论

3.3.1产物的表征

3.3.2各种因素对产物摩尔质量的影响

4扩链法合成聚乳酸基聚合物

4.1主要研究内容

4.2实验部分

4.2.1主要原料和设备

4.2.2实验过程

4.2.3产物的表征

4.3结果与讨论

4.3.1平均粘度与相对分子质量及分布

4.3.2相对分子质量分布

4.3.3红外光谱

4.3.4热分析(DSC)

4.3.5不同Mn对PLEG亲水性能的影响

4.3.6流变性能分析

4.3.7热稳定性分析(TG)

5 PLA/PEG复合膜

5.1实验部分

5.1.1主要原料和仪器

5.1.2实验过程

5.1.3产物的表征

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

6.3本论文的后续工作设想

致谢

参考文献

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