含异山梨醇的全生物基PBS嵌段共聚酯的制备及性能

采用熔融扩链法制备了高分子量的全生物基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)-聚丁二酸异山梨醇酯嵌段共聚酯.GPC测试结果表明,该嵌段共聚酯在较高的异山梨醇(Is)含量时仍具有较高的分子量,其M_n介于3.5×10~4~7.0×10~4之间.采用TGA和DSC对嵌段共聚酯的热稳定性和结晶性能进行了研究,结果表明嵌段共聚酯保持了PBS优异的热稳定性和结晶性能,即使异山梨醇含量达60 mol%,其熔点较PBS仅下降2 K.采用DMA分析了嵌段共聚酯的玻璃化转变温度T_g,发现随着异山梨醇含量的增加,其T_g随之升高,当Is含量为60mol%时,嵌段共聚酯的T_g高达68℃,并且共聚酯的2个链段具有很好的相容性.力学性能测试结果表明,异山梨醇的引入可使PBS的力学性能得到明显地提高和调控,随着异山梨醇含量的增加,嵌段共聚酯的拉伸强度先增加后降低,断裂伸长率约是PBS的2倍,其中,当异山梨醇含量达60 mol%时,嵌段共聚酯的屈服强度由PBS的35.0 MPa增至43.0 MPa.     

嵌段共聚酯的合成研究

采用直接酯化法合成了一系列含间苯二甲酸的PEIT－PEG嵌段共聚酯,研究了聚合时间,聚合效率及聚酯的特性粘度与产物中间苯二甲酸含量及共聚酯分子量的关系,得出适于纺丝工艺及工业化生产的共聚酯分子量和间苯二甲酸的含量。     

1，4-环己烷二甲醇改性生物可降解聚酯PBS的合成与性能表征

用熔融缩聚法合成了一系列聚（丁二酸丁二醇酯丁二酸-1,4-环己烷二甲醇酯）无规共聚物。通过。H—NMR、FT—IR、DSC、TGA、XRD、酶降解测试等方法表征了材料的结构与性能。结果表明：合成得到的共聚酯为预期产物;共聚酯的晶体结构发生了改变,并产生了共晶行为;随着1,4-环己烷二甲醇（CHDM）含量的增加,产物的熔点由113．7℃降至64．6℃,然后升至114．2℃,玻璃化转变温度由-33．8℃单调升高至5．4℃;CHDM的引入增强了共聚酯的热稳定性;酶降解测试得出产物P51、P31具有良好的生物降解性,且P51降解最快。     

聚酯的生物改性

从四个方面综述了近年来聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)生物改性的研究进展:(1)在聚酯合成中采用生物原料;(2)采用共聚技术制备可生物降解性共聚酯;(3)生物活性物质在聚酯中的引入改性,可提高其生物相容性和抗菌能力,在聚酯用于人造器官时,可使血管纤维原细胞的细胞增殖;(4)生物酶对聚酯进行水解改性,可减轻重量,并改善吸湿性、染色性等性能。     

聚对苯二甲酸二甲酯/聚2,5-呋喃二甲酸二甲酯嵌段聚酯的合成与表征

以生物基单体2,5-呋喃二甲酸、乙二醇为原料合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)。采用熔融酯交换法以PEF聚酯部分取代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),制备了系列PET-b-PEF嵌段共聚酯。通过核磁共振仪(NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段表征了共聚酯的结构和性能。结果表明,该系列共聚酯的玻璃化转变温度(Tg)在75.8~80.3℃之间,且随着PEF链段质量分数的增加,PET-b-PEF嵌段共聚酯的Tg先降低后升高,结晶度和熔融温度逐渐降低。当PEF链段含量高于15%时,共聚酯没有结晶峰。该系列共聚酯具有良好的热稳定性,起始分解温度在392.2~407.9℃之间,与所制备的PET起始分解温度403.3℃接近。且当共聚酯中PEF链段含量低于15%时,起始分解温度均在407℃左右,优于PET的热稳定性。     

新型侧基含磷共聚酯的阻燃和热降解动力学

利用动态热重分析法(TG)研究了聚酯(PET )及侧基含磷共聚酯(FR-PET)在不同升温速率下的热稳定性及热降解动力学, 并通过极限氧指数法(LOI)考察了FR-PET的阻燃性能; 采用Flynn-Wall-Ozawa方法分析了PET和FR-PET的热降解表观活化能; 利用Coast-Redfern方法通过对不同机理模型的选取, 确定了PET和FR-PET热降解动力学机理及其模型, 得出了主降解阶段的非等温动力学方程及热降解速率曲线图. 研究结果表明, 侧基含磷单元的引入提高了聚酯的阻燃性能, 侧基上的P—C和P—O键易断裂, 从而降低了聚酯的热稳定性. PET和FR-PET的热降解表观活化能(0.1≤α≤0.85)分别为194-227和184-209 kJ/mol; PET和FR-PET热降解反应均属于受减速形α-t曲线控制的反应级数机理, 其机理函数为f(α)=3(1-α)2/3(0.1≤α≤0.85). 侧基含磷单元的引入对PET的主降解阶段的热降解速率并无实质上的影响. 侧基含磷共聚酯的凝聚相阻燃作用有限, 可能以气相阻燃机理为主发挥阻燃作用.     

共聚酯PEIT-PEG结晶性能的研究

通过偏光显微镜、广角X衍射与FTIR三种测试手段对共聚酯PEIT-PEG的结晶性能进行了系统的研究，重点分析了间苯二甲酸(IPA)、聚乙二醇(PEG)分子量和含量对共聚酯结晶性的影响。研究表明，PEIT与PEG之间发生了共聚反应，IPA的引入使PET结晶性能下降，晶粒尺寸减少，结晶度降低。引入PEG后，当PEG分子量和含量较低时，共聚酯结晶性能提高；当PEG含量较高时，在PEG分子量不变的情况下，随着PEG含量的增加，结晶性能下降；若PEG重量含量相同，PEG分子量越高，结晶性能越好。     

共聚酯PEIT-PEG结构与性能的研究

PET与PEG共聚可改善PET的抗静电性，但PEG含量的增加，会使共聚物的结晶温度大幅度地降低，不利于纤维加工，且伴随着结晶的发生，纤维的抗静电性也受到影响。在共聚体系中添加间苯二甲酸(IPA)，不仅能破坏大分子链结构的规整性、降低共聚酯的结晶性，而且能提高共聚酯纤雏的抗静电性能。用DSC与TG对共聚酯(PEIT-PEG)的聚集态结构、热性能、结晶性能等进行了表征。     

新型侧基含磷共聚酯的合成、表征及性能

以精制对苯二甲酸（TPA）、乙二醇（EG）和含磷反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-[2,3-二（2-羟基乙氧基）羰基丙基]-10-磷杂菲-10-氧化物为原料,利用熔融缩聚法合成了含磷量分别为0．35％、0．65％的阻燃聚酯。通过熔融纺丝法将聚酯制成纤维及织物,研究了纤维的染色性能,并通过极限氧指数法和垂直燃烧法研究了织物的阻燃性能。FT-IR和NMR研究结果表明：阻燃共聚酯含磷量为0．35％时,其氧指数（LOI）达31．5％,并无熔滴、烟雾产生,具有优异的阻燃性能和抗熔滴性能。DSC、TG和XPS的研究结果表明：侧基舍磷单元的引入降低了聚酯的Tg和Tm,较低的Tm将有利于材料加工性能的改善;阻燃聚酯侧基上的P-C、P-O键易断裂并挥发至气相中,从而降低了聚酯热稳定性,阻燃聚酯可能以气相阻燃机理为主发挥阻燃作用。此外,含磷共聚酯纤维具有较优异的染色性能。     

含异山梨醇结构单元聚酰亚胺的合成与表征

以异山梨醇为原料,合成了含异山梨醇的二胺单体.将该单体与4,4′-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)反应,制备了含异山梨醇结构单元的聚酰亚胺.采用红外光谱、氢核磁共振、紫外光谱和热分析等手段,对产物的结构、热性能及光学性能等进行了表征.结果表明,所得到的聚酰亚胺具有较好的热稳定性和光学性能、并在极性溶剂中具有较好的溶解性.     

可生物降解的聚磷酸异山梨醇酯的合成与表征

由异山梨醇和苯膦酰二氯经本体聚合法和溶液聚合法得到了不同分子量的新型聚磷酸酯(PPI),采用傅立叶变换红外(FTIR),核磁共振氢谱(~1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚酯的组成和分子量进行表征,结果表明产物为聚磷酸酯结构.聚合物在水溶液和酶溶液中的降解和溶胀实验表明,当PPI的分子量(M_w)低于5×10~4时,聚合物具有很好的降解性能和溶胀性能,25天后其降解率达到80%,溶胀率达到150%.当M_w高于5×10~4时,其降解速率和吸水率明显下降,25天后降解率和溶胀率分别仅为25%和40%.研究了PPI的玻璃化转变温度(T_g)和分子量的关系,PPI具有较高的Tg,且随着分子量的增加,聚合物的T_g显著增加.当PPI的分子量为6×10~4时,其玻璃化转变温度达到176℃.同时研究了聚合物分子量对其热稳定性的影响,当重均分子量由2×10~4增加到6×10~4时,PPI的起始分解温度从260℃提高到315℃.结果表明提高分子量有助于提高PPI的热分解温度.     

烯烃共聚酯的合成与表征

通过环辛烯、环辛二烯和降冰片烯与ω-十一烯酸乙二醇二酯的易位共聚合及氢化反应合成了烯烃共聚酯.改变聚合条件,可控制烯烃共聚酯的分子量、极性单体插入率和熔融温度等性质.两段聚合过程适于制备高分子量的烯烃共聚酯,聚合物收率达90%,极性单体的插入率大于10%,熔融温度高达120℃.     

聚酯酰胺的合成及表征

用两种方法合成了聚酯酰胺（ＰＥＡ）共聚物．一种是两步法，即先合成对苯二甲酸乙醇酰胺（ＢＡＥＴ）单体，然后与对苯二甲酸乙二酯（ＢＨＥＴ）共缩聚；另一种是一步法．即在酯交换反应中直接添加乙醇胺（ＥＡ）．两种方法制得的聚酯酰胺（ＰＥＡ）共聚物测试证明了为产物，并分析了合成中的化学反应．     

PET类共聚酯的玻璃化转变

用DSC,IR和DLI(解偏振光法)等方法研究了聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯[P(ET/EI)]和聚对苯二甲酸(乙二醇/丁二醇)酯[P(ET/BT)]系列共聚酯的玻璃化转变.结果表明,共聚酯的玻璃化转变是玻璃态有序结构解序后的一种转变.随ET链段含量的减少,两系列共聚酯的玻璃化转变在DSC中均表现出由拐折渐变为峰形,这是由于需要维持构象转变的ET链段在数量上的减少所致.玻璃态共聚酯的有序结构与分子链末端的游离羟基有关,游离羟基与羰基形成氢键是PET及可结晶共聚酯在结晶时必须经历的一个过程,而不能结晶的共聚酯(IPA30)则因该氢键的形成导致其玻璃化转变的消失.     

碳纳米管对聚酯相容共混体系酯交换反应的影响

采用熔融共混制备了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混体系以及碳纳米管(C NTs)填充改性的三元复合体系,通过核磁共振波谱仪(NMR)研究了CNTs对共混基体组分间酯交换反应的影响,并结合透射电子显微镜( TEM)、沉降实验等多种测试结果初步探讨了影响的机理.研究结果表明,PTT/PBT为典...     

聚酯无纺布浸渍聚酯基硫脲树脂对Au(Ⅲ)的吸附行为

聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚酯基硫脲树脂;浸渍;吸附;Au(Ⅲ)     

热致性共聚酯液晶的研究——以双酚-对苯二甲酸酯为间隔段

热致性共聚酯液晶由于具有优异的热、机械及加工等性能,引起人们对其应用及基础研究的重视。本实验室曾对以不同长度碳链为软间隔段的共聚酯进行了研究,在产物介晶单元含量不高(约20％)时即可表现出明显液晶性。本文选用以双酚A(BPA)或双酚S(BPS)-对苯二甲酸酯为间隔段进行了研究。     

聚(碳酸丁二醇酯-co-异山梨醇碳酸酯-co-螺环碳酸酯)的制备与性能研究

通过两步熔融缩聚法合成了一系列基于碳酸二苯酯、1,4-丁二醇、异山梨醇和螺二醇的三元共聚碳酸酯（PBISC），其结构和组成经¹H NMR和¹³C NMR表征，并采用GPC、 TGA、 DSC、 WXRD和拉伸试验分别对PBISC的性能进行研究。结果表明：PBISC共聚物的玻璃化转变温度为63~72 ℃，T_d，max值接近350 ℃， PBISC共聚物具有较低的结晶性能。     

热致液晶三元共聚酯酰亚胺的合成与表征

采用直接熔融缩聚方法由１ ,６ － 己撑－ 双（４ － 羟基酞酰亚胺）（ＢＨＰＩ） 、对羟基苯甲酸（ＰＨ ＢＡ） 和对苯二甲酸（ＴＰＡ） 合成一系列三元共聚酯酰亚胺。对聚合物进行示差扫描量热（ＤＳＣ） 、偏光显微镜（ＰＬＭ） 、广角Ｘ－ 射线衍射（ＷＡＸＤ） 等分析表征,结果表明该系列聚合物具有向列型液晶特征。