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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-27 15:19:23
当前,生物全降解和经济型聚合物材料越来越受到国际社会的重视由于主链中含有易水解的酯键,很容易在微生物作用下通过酶的催化作用而发生降解,所以备受各国环境科研人员的关注。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是其中熔点较高的一种聚酯,其优良的性能使其得到了广泛的应用。本文介绍用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂对其进行扩链改性。

2,4-甲苯二异氰酸酯为原料,以丁二酸、丁二醇、ε-己内酯、采用熔融缩聚法合成可降解的扩链改性共聚物.

采用红外光谱、核磁共振测试对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂扩链后的共聚物进行结构表征,确认了PBSCL的结构和组PBSCL的熔点随着ε-CL含量的增成;通过DSC对其热性能进行研究,表明共聚物具有较好的热性能,加而降低;同时研究了反应物配比及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂扩链反应温度对产物特性粘数的影响;共聚物的水降解结果表明其具有酸催化降解的特性。

PBS成型材料较脆,但其二元均聚物由于结晶度较高,达到40%~60%,导致降解速率较慢,.国内外学者通常采用共聚或共混的方法对其进行改性满足某些使用要求,4-丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BDO)、作者以1,ε-己内酯(ε-CL)为原料先反应生成无规共聚4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对其进行扩链改性,再添加聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂,通过引入含苯环的TDI和生物降解分子链柔性较好的ε-CL来降低PBS的结晶度、改善PBS的降解性能和提高材料的韧性.采速度较快、用红外光谱、核磁共振等方法对共聚物进行结构表征;通过DSC对其热性能进行表征;同时探讨反应物如配比及扩链反应温度对共聚物特性粘数的影响.文中以共聚物中ε-CL的摩尔含量标识所得样品,P40表示共聚物中含ε-CL为40mol%、BS(丁二酸丁二醇酯)为60mol%.

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料扩链剂实验原料与试剂。1,4-丁二酸(SA),AR,4-丁二醇(BDO)。AR,AlfaAlsar;钛酸正四丁酯(Ti(OBu)4);ε-己内酯(ε-CL),CP,4-甲苯二异氰酸酯(TDI);2,工业级;二丁基二月桂酸锡;其他药品均为分析纯.

主要设备。NicoletNexus870型傅立叶红外光谱(FT-IR)仪;BrukerAvanceΠ400型核磁共振;PEPyris-Ι功率补偿型差示扫描量热(DSC)仪,谱(H-NMR)仪。



3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚(扩链剂HER)性能说明

与固体HER相比具有使用方便、用量少的特点。并且,由液体HER-L制成的聚氨酯制品除具有由固体HER制成的产品所具有的常规性能外,还具有优异的抗张强度、延伸率、柔软挠曲性能等特点。该产品可溶于二甲基乙酰胺 (DMAC)。

3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚(扩链剂HER)主要用途

作为TDI / MDI系列聚氨酯制品的扩链剂,广泛应用于聚氨酯粘合剂、涂料、密封胶、弹性体、PU泡沫、氨纶、体育设施等领域。该产品尤其适合于中、高硬度的制品。


共聚物的合成。将BDO、ε-CL及催化剂Ti(OBu)4和抗氧剂按一定摩尔比加入一配置有机械搅拌器、分水器、冷凝管和氮气保护装置的250mL四口烧瓶中,抽真空、通氮气,反复操作3次,以保证反应器内为惰性气氛;随后,置于160℃的油浴中,熔融搅拌约30min,保持升温速率为15℃·h,升温至210℃,在恒定的氮气流保护下恒温反应约3h,通过收集、计算分水器中反应产生的水的体积来判断酯化反应的终点.

接着将温度升至230℃,压力逐渐减小至60Pa以下,然后减压缩聚,反应3h.减压缩聚完成后撤通入氮气,降温至110℃后,用干燥的注射器注入一定量扩链剂TDI和少量催化剂二丁基二月掉真空。

快速搅拌至体系发白且黏度不再明显增加时结束反应.最后将产物溶于CHCl3,加热搅拌,待全部溶解后,向溶液中加入无水甲醇,待产物完全析出后抽滤,真空干燥.通过改变丁二酸丁二醇酯己内酯(BS)与ε-CL的配比,得一系列扩链改性共聚物。

共聚物的表征。“一点法”,特性粘数[η]的测定采用以CHCl3为溶剂,浓度为0.1g·dL,采用乌式粘度计在20℃恒温水浴中测定。

红外光谱测试采用NicoletNexus870型傅立叶红外光谱(FT-IR)仪分析,取少量样品与KBr一起研磨均匀,然后压片制样,再置于白炽灯下炙烤3min后进行测试.

TMS作为采用BrukerAvanceΠ400型核磁共振(H-NMR)表征产物的分子结构,以CDCl3为溶剂。

称取样品约5~6mg,升温速率为20℃·min,从-50℃加热到150℃,进行差示扫描量热分析(DSC)分析.


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