环氧及封闭型异氰酸酯对乳酸预聚物的扩链反应

摘要

本文利用直接缩聚的方法合成乳酸预聚物,加入一定量的丁二酸酐进行封端,得到端羧基乳酸预聚物。研究丁二酸酐用量对端羧基乳酸预聚物结构及其特性粘数的影响。结果表明,当丁二酸酐用量为2.5％时,封端效果较好。
　　 利用1,6-己二醇二缩水甘油醚等双官能度环氧化合物对端羧基乳酸预聚物进行扩链。研究扩链剂用量、催化剂类型及用量、反应温度、反应时间和抗氧剂对聚乳酸特性粘数的影响。当扩链剂的用量为8 wt％、以2-甲基咪唑为催化剂且用量为1％、加入1010抗氧剂、氮气气氛、反应温度为150℃、反应时间为1h时,制得聚乳酸的特性粘数达到13.67 mL／g。
　　 利用四官能度环氧化合物AG80对端羧基乳酸预聚物进行扩链。研究环氧基团与羧基摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂类型以及催化剂用量等对聚乳酸特性粘数的影响。当环氧基团与羧基摩尔比为1.5:1,催化剂为2-甲基咪唑,催化剂用量为1.5％,反应温度为160℃以及反应时间为10min时,扩链后聚乳酸的特性粘数达到20.76 mL／g。
　　 在乳酸的直接缩聚过程中,加入少量乙二醇,得到端羟基乳酸预聚物,利用封闭型二异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)对端羟基乳酸预聚物进行扩链。研究封闭型异氰酸酯的用量、溶剂的类型、反应时间、反应温度、催化剂的类型以及用量等对聚乳酸的特性粘数的影响。在N2的保护下,选用二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,催化剂二月桂酸二丁基锡的用量为基体1.3wt％,封闭型异氰酸酯用量为20wt％,反应温度120℃,反应时间30min时,聚乳酸的特性粘数达到12.32mL／g,凝胶含量几乎为零。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等测试方法对乳酸预聚物及其扩链产物的结构与性能进行了表征。

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文摘

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第一章 绪 论

1.1 聚乳酸的合成方法

1.1.1 丙交酯开环聚合法

1.1.2 直接缩聚法

1.1.3 扩链法

1.2 聚乳酸的性质

1.3 聚乳酸的应用

1.4 本论文研究的意义和内容

第二章 环氧化合物扩链端羧基乳酸预聚物

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验仪器

2.2.3 实验步骤

2.2.4 实验原理

2.2.5 测试与表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 端羧基乳酸预聚物合成

2.3.2 双官能度环氧化合物扩链

2.3.3 AG80环氧化合物扩链端羧基乳酸预聚物

2.4 本章小结

第三章 封闭型异氰酸酯扩链乳酸预聚物

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验步骤

3.2.4 实验原理

3.2.5 测试与表征

3.3 结果与讨论

3.3.1 封闭型异氰酸酯用量

3.3.2 催化剂类型

3.3.3 溶剂

3.3.4 催化剂用量

3.3.5 反应温度与时间

3.3.6 扩链前后聚乳酸的红外光谱图

3.3.7 扩链前后聚乳酸的DSC图谱

3.3.8 扩链后产物的热重分析

3.3.9 封闭型HDI扩链聚乳酸的水降解性能研究

3.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文