高分子量聚乳酸擴(kuò)鏈劑
本文主要研究了高分子量聚乳酸擴(kuò)鏈劑不同配比、羥基與異氰酸酯基團(tuán)摩爾比例對(duì)擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響。高分子量聚乳酸擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)從PEU的特性黏數(shù)與分子量數(shù)據(jù)可知,當(dāng)[NCO]Π[OH]=1時(shí),擴(kuò)鏈效果最佳,PEU的分子量最大;[NCO]Π[OH]<1時(shí),羥基過(guò)量,高分子量聚乳酸擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈反應(yīng)不充分,因而PEU的分子量較低;當(dāng)[NCO]Π[OH]>1時(shí),異氰酸根過(guò)量,過(guò)量部分造成產(chǎn)物封端,導(dǎo)致PEU分子量的增大受到抑制,實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)交聯(lián)現(xiàn)象。
聚乳酸(PLA)是一種以淀粉為原料制備的可完全生物降解脂肪族聚酯,其生物降解性能好、拉伸強(qiáng)度高、且由可再生資源制備而得,被譽(yù)為是最有前途的生物降解材料之一,具有廣闊的應(yīng)用前景,可用做生物醫(yī)用材料與環(huán)境友好材料。
高分子量是聚乳酸作為塑料材料使用的前提條件,因?yàn)榈头肿恿康木廴樗峋C合性能差,難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求.然而,高分子量的聚乳酸通常采用兩步法即丙交酯開(kāi)環(huán)聚合制備而得,由于丙交酯制備產(chǎn)率低,制備工藝復(fù)雜,聚合條件苛刻,導(dǎo)致聚乳酸的成本較高。并且,即使是高分子量的聚乳酸,由于其結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致其韌性差,應(yīng)用范圍受到了極大的限制。
因此,欲拓展聚乳酸的應(yīng)用范圍,需降低其成本、增加其韌性。人們已通過(guò)各種方法制備了較高分子量的聚乳酸,如熔融Π固相縮聚法、溶液縮聚法和用高分子量聚乳酸擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈法等,但是這些方法仍然不能解決其脆性問(wèn)題。
通過(guò)共聚法在聚乳酸分子鏈上引入柔性鏈結(jié)構(gòu)是一種提高聚乳酸韌性的有效方法,目前報(bào)道的用于與聚乳酸共聚的柔性分子主要有聚乙二醇(PEG),聚己內(nèi)酯(PCL)、脂肪族聚碳酸酯等。
以PLLA2OH和PBS2OH為預(yù)聚物,HDI為擴(kuò)鏈劑,160℃熔融反應(yīng)1h,我們合成了同時(shí)含PLA和PBS鏈段的PEU。
中文名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA
中文別名:二(3-甲基-4-氨基-6-乙基)苯甲烷; 硬化劑MED; 4,4亞甲基雙(2-甲基-6-二乙基苯胺)
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA應(yīng)用:聚氨酯彈性體、聚脲樹(shù)脂固化劑及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
PEU的特性黏數(shù)與分子量隨著預(yù)聚物中PBS2OH含量增大而增大.這是由于不同羥基的活性所決定的,PLLA2OH的羥基為仲羥基,而PBS2OH的羥基為伯羥基,異氰酸酯與伯羥基反應(yīng)的活性比與仲羥基反應(yīng)的活性高得多,隨著PBS2OH含量增加,體系中伯羥基含量不斷增大,因此PEU的分子量也隨之增大。
采用核磁共振譜可以確定PEU的結(jié)構(gòu)與組 成,屬于PLLA和PBS的特征位移峰都 出現(xiàn)在了PEU的1 H2NMR圖譜上。HDI的3種不同亞甲基氫的共振峰分別出現(xiàn) 在δ=1134(Hh)、1150(Hi)和3116(Hj),Hi、H e 與Hd 的共振峰因位移相同而重合.此外,通過(guò)比 較PLLA2OH、PBS2OH與PEU的1 H2NMR譜圖,還可以發(fā)現(xiàn),PLLA2OH譜圖上δ=4136處以及PBS2OH譜圖上δ=3165處的共峰,在PEU譜圖上已經(jīng)完全消失,證明PLLA2OH和PBS2OH的羥基已經(jīng)被完全消耗掉。此外,通過(guò)PEU的1 H2NMR譜圖中共振峰的強(qiáng)度比可以確定其組成,即各組分含量。
采用GPC對(duì)PEU的分子量與分子量分布進(jìn)行了表征,當(dāng)[NCO]Π[OH]=1時(shí),PEU的分子量最高,且分布最窄;而當(dāng)[NCO]Π[OH]不等于1時(shí),鏈反應(yīng)無(wú)規(guī)律,其分子量較小,且分子量分布變寬。
當(dāng)PLLA2OH與PBS2OH投料量接近時(shí),PEU的分子量分布較寬;而當(dāng)其中一種含量占主導(dǎo)時(shí),所得PEU的分子量分布較窄一些,這是由于兩種預(yù)聚物結(jié)構(gòu)、分子量以及反應(yīng)活性不同造成的。PEU的GPC譜圖為一單峰,說(shuō)明擴(kuò)鏈反應(yīng)得到一種單一的物質(zhì),而且在其譜圖上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)預(yù)聚物的峰,說(shuō)明擴(kuò)鏈反應(yīng)進(jìn)行得很充分。
采用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)PEU的熱轉(zhuǎn)變行為與結(jié)晶性能進(jìn)行了研究,DSC升溫(a)與降溫(b)掃描曲線。由此獲得PEU的熔點(diǎn)(Tm)、熔融焓(ΔHm)、結(jié)晶溫度(Tc)與結(jié)晶焓(ΔHc)數(shù)據(jù)。
由于PEU1、PEU2與PEU3在升溫與降溫過(guò)程中都只觀察到一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),其數(shù)值隨著PLLA含量的減小而降低.此外,沒(méi)有觀察到結(jié)晶峰與熔融峰,因此其曲線沒(méi)有給出.在所有PLLA與PBS比例范圍內(nèi),PEU都只有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,且其數(shù)值隨著PBS含量的增加而增大。
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