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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种可完全生物降解塑料,除了具有普通塑料的性能外,还有较高的熔点,良好的热稳定性和加工性,是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。此外,低分子量聚丁二酸丁二醇酯二元醇(PBS-OH)在聚氨酯合成中的应用也受到越来越多的关注。本文合成了分子量为1000的PBS-OH及其共聚聚酯二醇,并制备了一系列PBS-OH基聚氨酯弹性体。详细研究了PBS-OH的合成工艺及不同PBS-OH基软段对聚氨酯弹性体性能的影响。论文主要工作如下: 1、以1,4-丁二酸(1,4-SA)和1,4-丁二醇(1,4-BDO)为原料,采用直接酯化法合成了聚丁二酸丁二醇酯二醇。测定了产物酸值、羟值及平均相对分子质量等指标,并通过红外测试(FT-IR)、核磁分析(1HNMR)、X射线衍射分析(XRD)表征了产物的结构和特性,确定所合成产物即为目标产物。考察了酯化阶段醇酸比、反应温度、催化剂种类对酯化率和副产物四氢呋喃(THF)生成的影响,以及缩聚阶段催化剂种类和醇酸比对产物分子量和酸值的影响,并对THF生成机理及PBS-OH产物酸值偏高原因进行了分析,发现端丁羟基脱除是产物酸值偏高的主要因素。在缩聚阶段加入高稳定二元醇(1,6-己二醇、二甘醇)可显著降低产物酸值。 2、以1,2-丙二醇(1,2-PDO),1,6-己二醇(1,6-HDO),二甘醇(DEG)作为改性PBS-OH的共聚单体,合成了一系列低分子量的PBS-OH共聚物。采用核磁氢谱分析了共聚物的化学结构,确定所合成产物即为目标产物;用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪分析了共聚单体种类和含量对共聚物性能的影响。结果表明,共聚物的结晶度和熔点较PBS-OH均有所下降。添加相同含量的不同共聚单体时,随着共聚单体碳原子数的增加,相应的熔点降低更多,而添加不同含量的同种共聚单体时,共聚酯的熔点随共聚单体添加量的增加而降低。 3、以不同比例的PBS-OH和聚ε-己内酯二醇(PCL-OH)作为软段,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI-100)和3,3-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷(MOCA)为硬段合成了一系列聚氨酯弹性体。考察了不同软段比例对聚氨酯弹性体耐热性能、力学性能、耐溶胀性能和降解性能的影响。结果表明,以PBS-OH为软段制得的聚氨酯弹性体力学性能较差,但耐溶胀性、耐热性和降解性良好。软段中引入PCL-OH后,所制备的聚氨酯弹性体力学性能得到大大的改善。 4、以改性的PBS-OH共聚聚酯二元醇为软段,TDI-100和MOCA为硬段合成了聚氨酯弹性体,并对其耐热性能、力学性能、耐溶胀性能和降解性能进行了测试。结果表明,改性PBS-OH制得的聚氨酯弹性体与未改性的相比,力学性能得到改善,且仍保持有较好的耐热性能、耐溶胀性能和降解性能。