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聚乙烯醇对聚乳酸的改性研究

作　者: 范燕平
导　师: 郭锡坤
学　校: 汕头大学
专　业: 工业催化
关键词: 聚乳酸聚乙烯醇共聚共混
分类号: TQ316.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 2次
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内容摘要

分别采用溶液法和“三步法”对聚乳酸进行了共聚改性和聚乳酸／聚乙烯醇／聚乙烯醇-g-聚乳酸三元共混体系对聚乳酸进行了共混改性。在溶液法中，以二甲基亚砜为溶剂，在90℃，氮气保护下，按照一定比例加入聚乙烯醇和丙交酯，制备出聚乙烯醇-g-聚乳酸。借助FTIR、~1H-NMR及DSC等对聚合物的结构和热性能进行了表征。结果表明：采用溶液法能够制备出聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物，聚合物的分子量和玻璃化转变温度随聚乙烯醇相对含量的增加而降低。为考察聚乳酸侧链平均接枝数对聚合物性能的影响，提出“三步法”合成聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物。在“三步法”中，首先利用链转移剂制备出单端基聚乳酸，并在第一步中探讨了链转移剂的含量和反应条件对制备单端基聚乳酸的影响。结果表明，随链转移剂含量的增加，单端基聚乳酸的分子量逐渐降低；链转移剂含量一定时的最佳反应条件是：催化剂用量为0.14wt％，反应温度140℃和反应时间20h。第二步将单端基聚乳酸进行端基羧化，最后采用偶联剂二环己基碳二亚胺将聚乳酸接枝到聚乙烯醇主链上。利用FTIR、~1H-NMR、GPC及DSC对聚合物结构，热行为及分子量进行了测定。通过计算得到聚乳酸接枝率，并考察了平均接枝数对聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物的热行为，亲水性能及降解性能的影响。结果表明：聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物的玻璃化转变温度随平均接枝数的增加而升高，而其吸水率和降解率随平均接枝数的增加而降低。因此可以通过改变聚乳酸平均接枝数简便地调控聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物的性能。在聚乙烯醇／聚乳酸／聚乙烯醇-g-聚乳酸三元共混体系中，考察了聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物对聚乙烯醇／聚乳酸共混体系相容性的影响，并对三元共混体系的亲水性能和降解性能作了研究。结果表明，聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物能有效地改善聚乙烯醇／聚乳酸共混体系的相容性，并大大提高了聚乳酸地亲水性能和降解性能。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
目录  5-8
第一章绪论  8-21
  1.1 引言  8
  1.2 聚乳酸的结构和性能  8-11
    1.2.1 聚乳酸的结构特性  8-9
    1.2.2 聚乳酸的降解性能  9-10
    1.2.3 聚乳酸的机械性能和加工性能  10-11
  1.3 聚乳酸的应用  11-14
    1.3.1 生态学应用  11
    1.3.2 生物医学应用  11-14
  1.4 聚乳酸的改性研究  14-20
    1.4.1 共聚改性  14-18
    1.4.2 聚乳酸共混改性  18-20
  1.5 选题的目的意义及创新之处  20-21
第二章溶液法合成聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物  21-27
  2.1 引言  21
  2.2 实验部分  21-22
    2.2.1 试剂和仪器  21-22
    2.2.2 丙交酯的制备  22
    2.2.3 接枝共聚物的合成  22
    2.2.4 产物的纯化  22
  2.3 分析测试  22-23
    2.3.1 凝胶渗透色谱(GPC)测试  22
    2.3.2 红外光谱(FTIR)测试  22-23
    2.3.3 接枝共聚物的热分析  23
  2.4 结果与讨论  23-26
    2.4.1 反应机理  23
    2.4.2 投料比对聚乙烯醇-g-聚乳酸分子量的影响  23-24
    2.4.3 聚乙烯醇-g-聚乳酸的结构分析  24-25
    2.4.4 热性能分析  25-26
  2.5 本章小节  26-27
第三章单端羟基聚乳酸的合成研究  27-34
  3.1 引言  27
  3.2 试剂和仪器  27
  3.3 单端羟基聚乳酸的制备与提纯  27-28
  3.4 聚合物表征  28
    3.4.1 红外光谱(IR)测试  28
    3.4.2 粘度以及粘均分子量的测定  28
    3.4.3 示差扫描量热法(DSC)测试  28
  3.5 结果与讨论  28-33
    3.5.1 反应机理  28-29
    3.5.2 聚合物红外分析  29
    3.5.3 链转移剂用量对聚合物分子量及热性能的影响  29-30
    3.5.4 催化剂用量对聚合物的影响  30-31
    3.5.5 温度对聚合物的影响  31-32
    3.5.6 反应时间对聚合物的影响  32-33
  3.6 本章小节  33-34
第四章聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物的合成与表征  34-44
  4.1 引言  34
  4.2 实验部分  34-36
    4.2.1 原料和试剂  34-35
    4.2.2 单端基聚乳酸的制备与提纯  35
    4.2.3 羧基化反应  35
    4.2.4 聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物(PVA-g-PLLA)的制备  35
    4.2.5 PVA-g-PLLA吸水率及失重率的测定  35-36
  4.3 刷状PVA-g-PLLA的表征  36
    4.3.1 红外光谱(IR)测试  36
    4.3.2 凝胶渗透色谱(GPC)测试  36
    4.3.3 核磁共振(1H-NMR)测试  36
    4.3.4 示差扫描量热法(DSC)测试  36
  4.4 结果与讨论  36-43
    4.4.1 接枝共聚物的合成及平均接枝数  36-39
    4.4.2 接枝共聚物的结构分析  39-41
    4.4.3 DSC测试分析  41-42
    4.4.4 平均接枝数对PVA-g-PLLA的亲水性能及降解性能的影响  42-43
  4.5 本章小节  43-44
第五章聚乙烯醇-g-聚乳酸对聚乳酸／聚乙烯醇共混体系影响的研究  44-50
  5.1 引言  44
  5.2 试验部分  44-45
    5.2.1 原料和试剂  44-45
    5.2.2 PLLA／PVA共混膜的制备  45
    5.2.3 共混物的DSC测定  45
    5.2.4 扫描电子显微镜(SEM)测试  45
    5.2.5 共混膜吸水率及失重率的测定  45
  5.3 结果与讨论  45-49
    5.3.1 PVA-g-PLLA对PVA／PLLA共混体系相容性的影响  46-47
    5.3.2 PVA-g-PLLA对PVA／PLLA共混体系亲水性能的影响  47-49
  5.4 本章小节  49-50
结束语  50-51
参考文献  51-59
附录  59-60
致谢  60

聚乙烯醇对聚乳酸的改性研究

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