【摘 要】
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热塑性弹性体兼有橡胶和塑料的特性,是一种新型高分子材料。鉴于化石资源的不可再生性和资源环境问题,迫切需要发展生物基热塑性弹性体替代传统的石油基热塑性弹性体。目前研究的生物基热塑性聚酯弹性体,其结构单元中缺少传统石油基热塑性聚酯弹性体中的对苯二甲酸酯那样的硬段,所以强度和模量较低。因此开发一种硬段中含有生物基环状单体,具有较高强度和模量的全生物基热塑性聚酯弹性体对节约石油资源、保护环境等都具有重要意
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热塑性弹性体兼有橡胶和塑料的特性,是一种新型高分子材料。鉴于化石资源的不可再生性和资源环境问题,迫切需要发展生物基热塑性弹性体替代传统的石油基热塑性弹性体。目前研究的生物基热塑性聚酯弹性体,其结构单元中缺少传统石油基热塑性聚酯弹性体中的对苯二甲酸酯那样的硬段,所以强度和模量较低。因此开发一种硬段中含有生物基环状单体,具有较高强度和模量的全生物基热塑性聚酯弹性体对节约石油资源、保护环境等都具有重要意义。本论文以生物质单体1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、丁二酸和癸二酸为原料,通过酯化缩聚反应首先制备了聚酯软段;再以生物质单体1,4-丁二醇和2,5-呋喃二甲酸二甲酯为原料,通过酯交换与缩聚反应制备了聚酯硬段。最后,聚酯软段与聚酯硬段通过扩链反应制备得到一系列生物基热塑性聚酯弹性体。利用凝胶渗透色谱仪(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)与核磁共振氢谱(~1HNMR)对聚酯软段、聚酯硬段和生物基热塑性聚酯弹性体的分子量及其分布和分子结构进行表征;采用差示扫描量热仪(DSC)与偏光显微分析(POM)对聚酯软段、聚酯硬段和生物基热塑性聚酯弹性体的热性能、结晶性能及两相结构进行表征;利用动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)、拉伸和硬度测试表征生物基热塑性聚酯弹性体的动态热机械性能、热稳定性和力学性能。研究结果表明生物基热塑性聚酯弹性体是由聚酯硬段与聚酯软段嵌段而成,为两相分离结构;生物基热塑性聚酯弹性体具有良好的机械性能,当聚酯硬段含量为60wt%时,生物基热塑性聚酯弹性体应力-应变曲线中的屈服消失,曲线表现出弹性体的拉伸特性,拉伸强度为15.3MPa,断裂伸长率达到635%;生物基热塑性聚酯弹性体还具备良好的热稳定性,初始热分解温度均高于340oC。
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