异山梨醇型聚碳酸酯的熔融缩聚合成及其抗氧改性研究

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异山梨醇(IS)是一种具有良好热性能和化学稳定性的二元醇,由葡萄糖衍生,对人体无毒无害,是替代双酚A(BPA)合成聚碳酸酯(PC)的优异选择。  本文以碳酸二苯酯(DPC)和IS为原料,采用熔融缩聚法合成异山梨醇型聚碳酸酯(PIC),避免BPA对人体和环境造成的危害。结果表明,较佳的工艺条件为:乙酰丙酮锂(LiAcac)为较佳的催化剂,用量为13.5×10-4mol·mol-1 IS,DPC与IS的摩尔配比n(DPC)∶n(IS)=1∶1,预聚温度为110℃,预聚压力为0.04MPa,预聚时间为60min,缩聚温度为210℃,缩聚压力为0.2kPa,缩聚时间为30min。合成的PIC重均分子量为4.18×104g·mol-1,数均分子量为1.98×104g·mol-1,分子量分布指数为2.11,溶液色差为3.89,玻璃化转变温度(Tg)为144℃。  研究了PIC的预聚表观动力学,发现DPC和IS熔融缩聚合成PIC的动力学官能团模型为二级反应,当温度在90~120℃的范围内,反应的活化能E为44.2kJ·mol-1,指前因子A为1.85×107。在引入不同的抗氧剂后,产品结构未发生明显改变,但是均可提高PIC的热性能。其中,抗氧剂1010能显著提高PIC的热性能。通过Kissinger方法和Flynn-Wall-Ozawa方法计算得到的热分解活化能基本一致,平均值E为177.0kJ·mol-1,指前因子A为1010.60。
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