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热塑性聚酯弹性体的制备与研究

作　者: 郑譞
导　师: 蒋涛
学　校: 湖北大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 热塑性弹性体 1,4-丁二醇 聚对苯二甲酸丁二醇酯 聚四亚甲基醚二醇 聚合物法 力学性能
分类号: TQ334.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文采用单体法(先酯交换再缩聚)和聚合物法(先醇解再缩聚),以钛酸四丁酯(TBT)为催化剂使不同原料在真空反应釜中熔融缩聚,成功制备了一系列以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬段,聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)为软段的嵌段共聚物。通过不同1,4-丁二醇(BDO)：对苯二甲酸二甲酯(DMT)投料摩尔比对单体法制备热塑性聚酯弹性体(PBT-PTMEG)的性能进行了考察,研究了最佳摩尔比条件。实验发现材料随着BDO:DMT摩尔比增加,聚酯硬段PBT的形成更完善,微相分离程度提高促使层状有规结晶体及相界面形貌更明显,结晶度、储能模量E’及tanδ峰值升高,力学性能提升；当BDO:DMT摩尔比超过1.6：1,残存低分子BDO在相界面区及PBT的层状结晶体周围结晶,严重阻碍微相分离过程,结晶度、储能模量及tanδ峰值降低,进而力学性能下降。进一步采用单体法通过调节软硬段比例制备了一系列不同硬度的PBT-PTMEG聚酯弹性体,结果发现PBT-PTMEG共聚物分子链中的软硬段比例与理论值相一致,随着组分中PBT含量的增加,硬段平均聚合度增大,材料的微相分离程度增加,进而其熔点、玻璃化温度Tg、结晶度WcPBT及力学性能相应地增加,而材料的热稳定性保持不变,但特性粘度值会下降。最后利用聚合物法制备的PBT-PTMEG系列嵌段共聚物的分子链与单体法一样为软硬段间相结构。1H-NMR及理论估算表明,硬段的平均聚合度随PBT投料比的增加而增加,力学性能测试进一步表明聚合物法制备的PBT-PTMEG系列嵌段共聚物与单体法制备的共聚物性能相当,但聚合物法步骤更为简便,更加适用于大规模化工业生产制造当中。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-25
  1.1 前言  10
  1.2 热塑性聚酯弹性体  10-16
    1.2.1 热塑性聚酯弹性体的简介  10-14
    1.2.2 热塑性聚酯弹性体的性能特点  14-15
    1.2.3 热塑性聚酯弹性体的应用  15-16
  1.3 热塑性聚酯弹性体的制备  16-18
  1.4 热塑性聚酯弹性体的研究与发展  18-23
    1.4.1 国外热塑性聚酯弹性体的研究进展  18-21
    1.4.2 国内热塑性聚酯弹性体的研究进展  21-23
  1.5 本论文的选题与研究目的  23-25
第二章 BDO：DMT摩尔比对PBT-PTMEG结构与性能与性能的影响  25-38
  2.1 前言  25
  2.2 实验部分  25-28
    2.2.1 原料与设备  25-26
    2.2.2 PBT-PTMEG的制备  26-27
    2.2.3 产物的表示  27
    2.2.4 PBT60-PTMEG的表征方法  27-28
  2.3 结果与讨论  28-37
    2.3.1 PBT-PTMEG聚酯弹性体的结构  28-32
    2.3.2 BDO：DMT摩尔比对PBT60-PTMEG结构与性能的影响  32-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章 软硬段比例对PBT-PTMEG性能的研究  38-45
  3.1 前言  38
  3.2 实验部分  38-39
    3.2.1 原料与设备  38
    3.2.2 不同软硬段比例PBT-PTMEG的制备  38-39
    3.2.3 PBT60-PTMEG的表征方法  39
  3.3 结果与讨论  39-44
    3.3.1 不同段硬段比例的PBT-PTMEG样品的基本性能  39-40
    3.3.2 不同软硬段比例的PBT/PTMEG聚酯弹性体的~1H-NMR分析  40-41
    3.3.3 不同软硬段比例的PBT-PTMEG聚酯弹性体的DSC分析  41-42
    3.3.4 不同软硬段比例的PBT-PTMEG聚酯弹性体的热重分析  42-43
    3.3.5 不同软硬段比例的PBT-PTMEG聚酯弹性体的力学性能  43-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章 聚合物法制备PBT-PTMEG  45-54
  4.1 前言  45
  4.2 实验部分  45-47
    4.2.1 实验原料及设备  45
    4.2.2 PBT-PTMEG聚酯弹性体的共聚物法制备方案  45-46
    4.2.4 PBT60-PTMEG的表征方法  46-47
  4.3 结果与讨论  47-53
    4.3.1 聚合物法制备PBT-PTMEG的结构  47-49
    4.3.2 聚合物法制备PBT-PTMEG的DSC分析  49-50
    4.3.3 聚合物法制备PBT-PTMEG的动态力学分析  50-52
    4.3.4 聚合物法制备PBT-PTMEG的力学性能  52-53
  4.4 本章小结  53-54
参考文献  54-60
攻读硕士学位期间取得的成果  60-61
致谢  61

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 热塑性弹性体 > 聚酯弹性体
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