【摘 要】
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高分子材料主要包括热塑性材料和热固性材料,其中热塑性材料主要由线性链段构成其主体结构,可在高温下进行形状重塑;热固性聚酯材料主要由交联网状构成其主体结构,是一次性成型不可重复加工材料,造成资源浪费和环境污染。另外,现存高分子原料绝大多数来自于石油,石油原料不可再生,且日益匮乏。因此,我们开展以下工作来解决上述问题。1、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是聚酯材料的一种重要分类,属于石油基高分子材料,在
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高分子材料主要包括热塑性材料和热固性材料,其中热塑性材料主要由线性链段构成其主体结构,可在高温下进行形状重塑;热固性聚酯材料主要由交联网状构成其主体结构,是一次性成型不可重复加工材料,造成资源浪费和环境污染。另外,现存高分子原料绝大多数来自于石油,石油原料不可再生,且日益匮乏。因此,我们开展以下工作来解决上述问题。1、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是聚酯材料的一种重要分类,属于石油基高分子材料,在日常生活中、医疗行业、建筑生产、汽车领域等方面扮演着重要角色,但是其Tg值较低限制其应用范围,添加刚性单体来制备高Tg材料可大大拓展其使用范围。通过将柠檬酸基单体丙酮二羧酸二乙酯与丁二酮发生Weiss-Cook反应,利用硼氢化钠还原得刚性单体3a,6a-二甲基八氢戊烯-2,5-二醇（DOPD）。利用此单体与乙二醇、对苯二甲酸二甲酯成功制备系列共聚酯PDxEyT。对刚性二醇单体进行核磁共振氢谱、碳谱、X-射线单晶衍射结构表征。对系列共聚酯PDxEyT,采用核磁共振氢谱、红外光谱、GPC等对其结构进行表征。采用TGA对其热力学稳定性能进行表征。采用DSC对其热学行为进行表征。结论显示,3a,6a-二甲基八氢戊烯-2,5-二醇（DOPD）刚性二醇有三种异构体,聚合物中刚性二元醇的加入可明显提高Tg值。2、近些年,聚酯类Vitrimer材料得到极大发展,但一般是通过添加催化剂以达到反应效果,催化剂大多有毒,且在材料后期使用中会泄露,使材料的重复加工性能逐渐丧失。本章节利用丙酮二羧酸二甲酯和季戊四醇分别与环己烷二甲醇、环己烷二醇、己二醇通过酯交换成功制备出系列基于酯基的无催化剂Vitrimer材料。采用红外光谱、溶胀率等对其结构进行表征,采用TGA对其热学性能进行表征,采用DSC对其热学行为进行表征,采用紫外分光光度仪对其透过率进行表征,拉伸强度测试对其进行力学性能表征,采用SEM对材料断裂面的形貌进行表征,研究材料组成的变化对其抗冲击性能的影响。结果显示,Vitrimer材料通过酯交换成功合成,透明度均在90%以上,热稳定性较好,热行为较好,拉伸强度、断裂伸长率以及弹性模量较高,其中某些材料在重复加工5次以后其力学性能以及热学性能仍保持良好。3、以丙酮二羧酸二甲酯和季戊四醇与丙三醇为原料进行Vitrimer材料的合成,主要研究材料内部羟基对材料性能的影响。对丙三醇基Vitrimer材料进行红外光谱、凝胶含量-溶胀率、紫外透射率、TGA、DSC、应力-应变等性能表征。结果表明,材料透明度较高,材料中含量较高的羟基可在一定程度上影响材料热稳定性以及力学性能。
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