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可降解聚乳酸扩链剂研究 二乙基甲苯二胺

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-8-30 17:25:05
可降解聚乳酸扩链剂研究:聚乳酸(PLA)是由乳酸(LA)单体为主要原料经缩聚而成的高分子聚合物,或称聚丙交酯,属于聚酯家族。PLA的生产过程污染小,其产品可在较短时间内微生物降解为二氧化碳和水,最终实现了自然降解和可循环利用,且无污染,因此被视为理想的绿色高分子材料,被全球公认为新世纪最有前途的生物塑料。

可降解聚乳酸扩链剂研究:PLA可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑,并且具有较好的透明度、具备可生物降解、生物相容性和紫外吸收等优点。目前,PLA产品主要应用于医学领域,同时可以耐受高温,适合用于新一代微波食品包装,对氧敏感的食品和饮料的高阻挡聚乳酸瓶,如热塑性托盘和容器,食品包装,以及其他发展领域包括膜和标签,注射拉伸吹塑成型瓶罐,专业制卡和纤维等。

可降解聚乳酸扩链剂研究:PLA合成的主要方法包括乳酸单体直接溶液或熔融缩聚和丙交酯开环缩聚两种。黄伟江等综述了从不同种类成核剂如无机类结晶成核剂、有机类结晶成核剂、专用成核剂改善PLA结晶行为,及不同工艺条件改善其结晶行为的最新研究进展,总结了不同成核剂的结构特点、合成方法及其对结晶行为的影响。然而PLA分子结构中含有大量的酯键,降低了其亲水性和生物相容性;PLA摩尔质量分布过宽,本身为线形聚合物,使其材料使用范围受到限制;其脆性高,抗冲击性差;其产品降解周期难以控制;并且由于乳酸原料价格高及缩聚工艺复杂决定了PLA较高的成本。为了扩大绿色塑料PLA的应用范围,可以通过扩链、共聚改性增加PLA的摩尔质量以及改善其物理化学性能。

可降解聚乳酸扩链剂研究:通过扩链和共聚改性可以在PLA引入特殊的基团或片段(亲水基、疏水基、硬段、软段等),从而实现对PLA改性,使改性后的PLA具有更好的性能和更广泛的应用。为此,本文对近年来报道关于PLA扩链和共聚合成方面的文献进行了综述。


二乙基甲苯二胺DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂,尤其适用于RIM(反应注射成型)和SPUA(喷涂聚脲弹性体)上;同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


可降解聚乳酸扩链剂研究:小分子扩链剂。在PLA分子结构中一端含有羧基,一端含有羟基。利用其自身的结构特点,PLA的羧基和羟基可与活性较高的有机小分子扩链剂发生亲核取代反应,快速有效地提高聚合物摩尔质量,同时可改善PLA的物理性能和化学性能,是目前研究最多的方法之一。 

可降解聚乳酸扩链剂研究:多异氰酸酯类扩链剂。在异氰酸酯分子结构中含有高度不饱和的-NCO基团,它具有很高的化学活性,能与含有活泼质子H等进行化学反应。其优点是反应活性高,速率快;形成聚氨酯,改善了材料耐久性和柔韧性。缺点包括,芳香族类毒性大,刚性较大,耐光性差容易氧化,变黄;而脂防族类挥发性较大。常用二异氰酸酯,如甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)等。

可降解聚乳酸扩链剂研究:Woo课题组最先报道以乳酸直接缩聚而成的均聚物PLA为预聚体,HDI为扩链剂,制得的PLA衍生物数均摩尔质量达到了7.6 × 104 g/mol;研究结果还表明,随着-NCO/-OH基团物质的量比不同,聚合物产生了不同程度的交联。杨立新等以l,4-丁二醇改性PLA制得了端羟基PLA,并与端羟基2-甲基-2-肉桂酰氧甲基-l,3-丙二醇,通过IP-DI扩链,制得了改性的可降解聚氨酯,该聚氨酯具有较高的摩尔质量和较高的力学性能,并且含有不饱和的肉桂基团可在紫外光下交联。交联后玻璃化温度降低,形状回复率在98 %以上,并且适度交联可提高拉伸强度。张兆哲等研究了端羟基聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯[P(3HB-co-4HB)]和端羟基PLA,通过IPDI和(TPP)共同扩链研究,制得了嵌段共聚物[P(3HB-co-4HB)/(PLA)]。该嵌段共聚物提高了P(3HB-co-4HB)/PLA共混物的熔体剪切黏度,改善了其力学性能以及两组分相容性。

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