脂肪族共聚酯的合成及形态研究【文献综述】

毕业论文文献综述

高分子材料与工程

脂肪族共聚酯的合成及形态研究

高分子材料的应用极大地方便了人们的生活，但其使用后的废弃物也迅速增加，而当前使用的大多数聚合材料在自然界中都很稳定，难于降解，即使与淀粉等可降解的天然材料掺杂，降解的也只是填充部分，不能降解的聚合物粉末难以回收，造成不可避免的环境污染，尤其在制品使用周期较短的农业、包装业及医疗行业中。目前研究的可生物降解聚合物中，有一大类是聚酯，其主链大都由脂肪族结构单元通过易水解的酯键连接而成，由于其主链柔顺，因而易被自然界中的多种微生物或动植物体内酶分解、代谢，最终生成二氧化碳和水，如聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 是其中熔点较高的一种聚酯，具有很好的生物相容性且有较好的生物降解性，有很广的应用领域，但是均聚物某些性能（如机械性能）难以满足使用要求，而聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 虽然难以生物降解，却具有熔点高、结晶速度快、机械性能优异以及加工性能优良的特点，如果通过丁二酸、对苯二甲酯和丁二醇合成的脂肪族和芳香族的共聚酯却能结合前两者的性能特点，既可以保留较好的物理机械性能，同时又具备较好的生物降解性[2]。

脂肪族共聚酯是在合成过程中引入两种或两种以上的醇或酸，以改变它的性能[3-4]，如改变结晶性能。共聚酯中同时含有两种链段，其性能会随两种醇或酸的比例的不同而发生改变，结晶温度、速度以及结晶度也会发生变化，熔融温度也会发生一定的改变[5]。脂肪族芳香族共聚酯主要是指脂肪族单体和芳香族单体形成的共聚酯。芳香族单体包括芳香族二元醇、二元酸、内酯、交酯或它们的衍生物；脂肪族单体包括脂肪族二元醇、二元酸、内酯、交酯或它们的衍生物。

脂肪族聚酯可作为高分子型的PVC增塑剂。目前邻苯二甲酸酯类增塑剂是塑料助剂中产量与消费量最大的一类产品，近年来，有关通用单体小分子增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)可能致癌及其毒性的争议不断[6~9]，欧洲共同体和日本等国已禁止多种邻苯二甲酸酯类的塑料助剂在与人体密切接触的塑料制品中应用，引起全球的关注[10~12]，使其在食品包装、医用塑料及玩具中应用受到限制，开发环保无毒的新型塑料助剂，以替代邻苯二甲酸酯类增塑剂满足国内外对聚氯乙烯(PVC)助剂环保化的要求已是当务之急。而脂肪族聚酯类增塑剂与低分子量的单体增塑剂相比，具有挥发性低，迁移性小﹑耐高温﹑不容易被水和溶剂抽出及毒性低的特点，被称为永久性增塑剂[13,14]。报道较多的是己二酸系列的单一聚酯，如聚己二酸1,2-丙二醇酯、聚己二酸1,3-丁二醇酯和聚己二酸1,4-丁二醇酯系列聚酯[15]和聚己内酯[16]但是也有报道提及单一的脂肪族聚酯因为其有较好的结晶性而影响了与聚

氯乙烯的相容性[17]。有关脂肪族共聚酯作为增塑剂的还未见报道。随后详细的描述了用旋转黏度计、红外光谱(IR)、核磁共振仪(1H-NMR，13CNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重分析-差示量热扫描仪(TG-DSC)对合成样品进行系统的表征得到的结果。

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (ＮＨＣＯＯ )的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。端羟基脂肪族聚酯是合成聚氨酯的一个重要原料。有人报道了基于不同二元醇合成的聚酯对聚氨酯性能的影响[18]。

目前对聚酯的形态研究比较集中的聚酯类型是己二酸系列脂肪族、葵二酸系列聚酯、脂肪族芳香族共聚酯、丁二酸系列聚酯，芳香族聚酯，聚己内酯，聚丙交酯。蒋平平等人合成了己二酸系脂肪族聚酯，比较了二元醇链长度对结晶形态的研究，Papageorgiou等人研究了葵二酸系列聚酯结构与形态的关联，发现其具有多重的融化峰，熔点高低次序为聚葵二酸乙二醇>聚葵二酸丁二醇>聚葵二酸丙二醇[19]，George等人研究了丁二酸系列脂肪族聚酯的形态，发现分子量相近的情况下聚己二酸丙二醇酯具有较慢的结晶速率和较低的结晶度；与此相反聚丁二酸丁二醇酯则显示更快的结晶速率和较高的结晶度[20]。M。Namkajorn等人研究了聚乳酸系列的脂肪族芳香族共聚酯的形态，讨论了二元醇的种类和投料比对聚酯形态的影响，发现随着二元醇长度的增加，共聚物的玻璃化转变温度、熔点和结晶度下降了，而随着芳香族单体比例的增加，玻璃化转变温度和熔点升高了[21]。Gan Z等人研究了己二酸丁二醇与对苯二甲酸丁二醇酯的性能[22]。 Lu X研究了对苯二甲酯/2，6萘二甲酯和乙二醇共聚酯的结晶形态[23]，Lee JH研究了对苯二甲酯/2，6萘二甲酯和己二醇共聚酯的结晶形态[24]，Ohtani Y等人研究了聚丙交酯的结晶性行为。然而参考众多文献我们发现尽管关于脂肪族聚酯的形态研究的报告种类多而且数量大[25]，但是有关于脂肪族共聚酯的形态研究的报道则很少。

综上所述，脂肪族共聚酯及芳香族共聚酯的结晶形态和热形态研究受到了广泛关注。

参考文献

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