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乳酸与ω-氨基酸的直接共缩聚研究及共聚物应用初探

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摘要

随着和谐世界发展战略的提出,人们已经开始普遍关注自己的生存环境。聚乳酸由可再生的原料制备,具有原料来源广泛、优良的生物相容性和降解性等诸多优点,是最重要的脂肪族聚酯之一。理论上,聚乳酸可以用来取代现在被广泛使用的、由石化产品制备的污染环境、不易降解的三大通用塑料(PE、PP、PS)。在石油价格日益高企的今天,发展聚乳酸类产品具有十分重大的战略意义。但是纯粹的聚乳酸材料较脆、抗冲击力较差,使用时要对其进行进一步的改性和加工调节。
　　 众所周知,已经被广泛使用的聚酰胺(尼龙系列)材料具有良好的韧性、抗冲击强度和耐油性,但即使作为纤维使用的聚酰胺分子量也不是很高(几万左右)。这是因为聚酰胺的分子链是由能形成氢键的酰胺键连接起来的,分子间能形成很强的氢键相互作用,并容易结晶的缘故。而在纯聚乳酸分子链间只有含量很少的端基可以形成氢键相互作用,分子间相互作用力相对聚酰胺要弱的多,因此直接缩聚得到的聚乳酸(分子量几万左右)不具有足够高的强度而作材料使用。
　　 在本论文中,我们主要采用直接熔融共聚的方法成功地制备了L-乳酸/β-丙氨酸共聚物,用红外、核磁共振、凝胶色谱等方法对共聚物的结构进行了表征;考察了反应时间、反应温度和催化剂用量等聚合条件对产物分子量以及结晶性能的影响。实验结果表明:采用1.5wt％的亚锡复合催化剂在180℃下真空反应15小时为最佳聚合条件,所得到的产物具有相对最大的分子量。随着β-丙氨酸投料比的增加,产物所能达到的最高分子量下降明显,而且β-丙氨酸的引入对产物的结晶性能和和降解性能都有较大的影响。
　　 此外,我们还采用了溶液共聚的方法制备L-乳酸/β-丙氨酸共聚物,并对其进行了表征。为了进一步提高产物的分子量,我们还对产物进行了后处理。实验结果表明:采用溶液聚合法可以得到相对于熔融聚合法分子量更高的聚酯酰胺,但是反应时间较长,反应较复杂。
　　 最后,我们对所得到的共聚物在作为聚乳酸和醇溶尼龙共混物增容剂方面的应用进行了探索。结果初步表明,我们通过共聚得到的聚酯酰胺确实对这个体系存在一定的增容作用。

著录项

  • 作者

    周海;

  • 作者单位

    复旦大学;

  • 授予单位 复旦大学;
  • 学科 高分子化学与物理
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 邵正中;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TQ316.342;
  • 关键词

    乳酸; ω-氨基酸; 直接共缩聚法; 共聚物;

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