生物可降解脂肪族聚酯的合成及性能研究

摘要

高分子材料的应用极大方便了人们的生活,但也不可避免的造成了环境污染,尤其是用在周期较短的农业,包装业及医疗产业中。因此,开发可降解的高分子材料成为一种必然。目前研究的可生物降解的聚合物中,脂肪族聚酯因其聚合物分子链中含有酯键,在自然环境或生物体内容易受到进攻而断链,进而能够发生降解,因而是目前研究的热点。其中聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是熔点较高的一种典型的半晶质的热塑性塑料,其性能优异,有很广的应用领域,因此有重要的研究价值。但是,PBS的性能难以满足各种不同的要求,所以需要通过改性来进一步扩大PBS的应用范围。本论文通过共聚改性的方法,来改善PBS的性能,以满足材料进一步的要求,主要工作内容及创新点如下:　　1.综述了国内外有关脂肪族聚酯的发展现状及发展趋势。　　2.采用钛酸四丁酯为催化剂,通过熔融缩聚的方法制得较高分子量的PBS,对合成工艺的影响因素进行了分析,确定了较为合适的反应条件。并对产物的结构进行了分析表征。　　3.以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为偶联剂,将端羟基聚丁二酸丁二醇酯预聚物(PBS-diol)与低分子量聚乙二醇(PEG)进行多嵌段共聚,得到PBS/PEG多嵌段共聚物。采用FT-IR、1H-NMR等方法对产物进行结构表征,同时研究物料配比和偶联剂 TDI的用量对共聚产物性能的影响,共聚物的吸水率和水解降解行为等。实验结果表明,线性脂肪聚酯中的降解性同熔点和亲水性都有关系。熔点越高降解性越差,亲水性越好降解性越佳。PEG的引入使得材料的亲水性显著改善,共聚物的降解速率较纯PBS有了大幅度提高。　　4.以丁二酸、丁二醇、己内酯、2,4-甲苯二异氰酸酯为原料,采用熔融缩聚法合成了可降解的PBS基聚酯聚氨酯。采用红外光谱、核磁共振等方法对产物进行了结构表征,确认了合成反应的进行。采用DSC、TGA对其热性能进行了研究,同时研究了反应条件对共聚产物的影响,共聚物的吸水率和水解降解行为等。实验结果表明,扩链产物具有良好的热性能,降解性能有所改善。　　5.通过将PBS与己内酯、聚乙二醇共聚,改善聚酯的降解性能。利用FT-IR、1H-NMR、DSC、粘度法测定分子量等方法对共聚物组成、热学性能及亲水性能进行了研究。实验结果表明,改性后的聚酯高分子链有更好的柔韧性和亲水性,可以加快降解速率。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 生物可降解高分子材料概念及种类

1.3 PBS基脂肪族生物降解材料

1.4 生物可降解高分子材料降解机理及影响降解的因素

1.5生物降解高分子材料的应用

1.6 本论文的设想和主要研究内容

1.7 参考文献

第二章 聚丁二酸丁二醇酯的合成和表征

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

2.5 参考文献

第三章PBS/PEG嵌段共聚物的合成及表征

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结 论

3.5 参考文献

第四章 PBS基聚酯聚氨酯的合成及性能表征

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

4.5 参考文献

第五章 共聚物PCL/PBS/PEG的合成与表征

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 共聚物表征

5.4 结果与讨论

5.5 结论

5.6 参考文献

第六章 总结与展望

致谢

硕士期间发表的论文