聚碳酸亞丙酯共混改性及分子模擬

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1、海南大學(xué)碩Ij學(xué)位論文摘要由C02和環(huán)氧化物合成的脂肪族聚碳酸酯是一種無(wú)毒的、具有一定力學(xué)性能和生物降解性能的材料，可以幫助減少C02的排放量、回收利用C02、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。但C02與環(huán)氧丙烷(PO)的共聚物聚碳酸亞丙酯(PPC)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低、材質(zhì)柔軟，影響其加工性能，且降解速度較慢。本論文的主要工作從增強(qiáng)聚碳酸亞丙酯的功能性方面入手，通過(guò)與聚乙二醇(PEG)、乙基纖維素(EC)、聚乳酸(PLA)溶劑共混的方法，改善聚碳酸亞丙酯的熱性能、力學(xué)性能和降解性能等性質(zhì)；并在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用分子模擬對(duì)聚合物微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能之

2、間的關(guān)系進(jìn)行了初步探討。研究發(fā)現(xiàn)，PEG的加入能顯著提高PPC的熱性能、親水性以及降解性。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最高的共混物比PPC提高4l℃，Td5％最高的共混物PPC提高29℃，Td50％最高的共混物比PPC提高107℃；吸水率最高的共混物吸水率比PPC高出45倍；酸性溶液(pH5．50)和弱堿性溶液中(pH7．91)失重最多的共混物失重率分別是PPC的14倍和7倍，生物降解中共混物的降解速率至少是PPC的兩倍；PEG的加入增強(qiáng)了PPC的斷裂拉伸應(yīng)變，同時(shí)高分子量的PEG增強(qiáng)了PPC的拉伸強(qiáng)度和熱封剝離強(qiáng)度。PPC．EC共混物表面

3、微觀呈現(xiàn)相分離，為部分相容的體系，共混效果較好。EC的加入起到了提高PPC熱性能、降解性和力學(xué)性能。Tg最高的共混物比PPC提高2l℃，Td5％最好的共混物比PPC提高36℃，Td50％最好的共混物比PPC提高63℃；酸性溶液和弱堿性溶液中降解性最好的共混物失重率分別是PPC的3倍和1．4倍。EC含量較少時(shí)共混物有較好的成膜性，并且在一定程度上增強(qiáng)了PPC的力學(xué)性能。PPC．PLA共混物共混效果良好，共混物為部分相容的體系。PLA的加入能明顯提高PPC的熱性能，共混物的Tg最高比PPC提高30℃，Td5％最多比PPC提高42℃

4、，Td50％最多比PPC提高67℃；PLA的加入也使得共混材料的降解性能優(yōu)于PPC，降解性最好的共混物失重率是PPC的9倍；PPC．PLA共混物有良好的成膜性，制備的薄膜透明均勻，PLA的加入增強(qiáng)了PPC的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量。本文還基于CompaSs力場(chǎng)，利用MaterialsStudio工作站分別對(duì)PPC、PPC與PEG共混體系、PPC．EC共混體系、PPC．PLA共混體系進(jìn)行分子模擬，并對(duì)共聚物和部分共混物進(jìn)行性質(zhì)模擬，從理論上分析研究了組成單體與PEG、EC和PLA分子之間的相互作用，探討各種分子在PPC單元模型中的存在

5、狀況，模擬分析的結(jié)果從微觀上闡述了PPC分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方向有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：聚碳酸亞丙酯共混改性聚乙二醇乙基纖維素聚乳酸分子模擬聚碳酸啞內(nèi)酯共混改性及分了模擬AbstractAliphaticpolycarbonatesynthesisedbyC02andepoxideisakindofnon—toxicpolymer．IthascenainmechanicalperfIon】帽nceandbiodegradationperf6mance．ItcanhelptoreducingC02emission，r

6、ecyclingC02andprotectingecologicalenViromIlent．ButglaSstransitiontemperature(Tg)ofpoly(pmpylenecarbonate)(PPC)，、ⅣhichsynthsisedbyC02andpropyleneoxide(PO)，islower．ThepolymerissosoRthatitsprocessabilityisaf凳cted．ThedegradationrateofPPCisalsoslo、Ⅳ．Inthispaper，theworkfo

7、cusedonhowtoenhancethe向nctionalityofPPC．Thethennalproperties，mechanicalpropertiesanddegradationpropertiesofPPCwereenhancedbyblendingwithpolyethyleneglycol(PEG)，ethylcellulose(EC)，polylacticacid(PLA)respectiVely．BaSedontheexpe“mentalresults，therelationbewteenpolymerm

8、icroscopicstmctureandthemacroscopicpe晌mlancehaSdiscussedbymolecularsimulation．Themainresearchresulteshavebeensumm撕zedasf．ollows：TheresuIts