聚呋喃二甲酸乙二醇酯基共聚酯和复合材料的制备与性能研究
环境和资源问题日益严重，发展生物基的绿色材料受到越来越多关注。相对于脂肪族生物基聚酯，芳香族生物基聚酯在热性能和力学方面有着巨大优势。聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)是目前十分有研究前景的芳香族生物基聚酯，然而其固有的脆性和结晶速率慢的缺点限制了其进一步发展。本论文通过共聚和复合的方法分别对PEF这两个缺陷进行改性。 首先，以呋喃二甲酯、乙二醇和1，10-癸二醇为单体通过熔融缩聚法成功制备了PEF、聚呋喃二甲酸1，10-癸二醇酯(PDeF)和一系列共聚酯(PEDeF)，并对所有样品的非等温结晶行为、热稳定性、力学性能和晶体结构进行了研究。结果表明随着EF含量的下降，PEDeF共聚酯的玻璃化转变温度逐渐下降，并能够用Fox公式进行很好的拟合，实现了无规共聚。共聚破坏了聚酯的结晶性，只有DeF含量为84mol％的共聚酯表现出一定的结晶性。所有样品都有着很好的热稳定性和力学性能。随着DeF含量的增加，PEDeF共聚酯的断裂伸长率逐渐升高，当DeF含量为42mol％的共聚酯的断裂伸长率达到了282.2％。与1，10-癸二醇共聚可提升PEF的拉伸韧性。 其次，通过溶液浇铸法制备了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(ovi-POSS)含量分别为1wt.％、2wt.％和5wt.％的PEF复合材料，即PEF/ovi-POSS1、PEF/ovi-POSS2和PEF/ovi-POSS5。研究了PEF及其复合材料在不同降温速率下的非等温结晶行为，ovi-POSS为2wt.％时对PEF结晶的促进最明显。作为成核剂的ovi-POSS含量为2wt.％时，PEF的熔体结晶明显提高，在恒定降温速率下显示出较高的熔体结晶温度，在相同结晶温度下表现出较短的结晶半时间。Ovi-POSS不改变复合材料中PEF的结晶机理和晶体结构。 总之，本论文分别对PEF固有脆性和结晶速率慢的两个缺点进行了改性。结果表明，与作为第三单体脂肪族长链的1，10-癸二醇共聚可以提高PEF的韧性。ovi-POSS可以作为成核剂促进PEF的结晶过程。为改进PEF两个典型缺点提供了思路，有望拓展PEF的应用前景。
聚呋喃二甲酸乙二醇酯基共聚酯;复合材料;制备工艺;性能表征
北京化工大学
硕士
化学
邱兆斌
2020
中文
TQ323.4;TQ320.6
2020-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）