1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 脂肪族共聚酯的合成及形态研究 一、 选题的背景和意义 脂肪族聚酯是一类具有良好的生物降解性能的高分子化合物。这类聚酯的主链大都由脂肪族结构单元通过易水解的脂建连接而成，已被自然界存在的大量微生物或动物体内的酶降解成无毒的水溶性低聚物或单体，随后这些低聚物或单体再通过微生物转化成能量，二氧化碳和水。 脂肪族聚酯存在熔点低，力学性能差，成本高等缺点，限制了它的推广应用，通常需要采用工具的方法来提高其加工性能和力学性能。此外， 脂肪族聚酯存在疏水，亲水 /疏水平衡难以调节等问题，需要 对其进行亲水改性。目前国内合成的脂肪族聚酯相对分质量不高。因此，致使其力学性能和
2、加工性能受到限制需要对其合成进行进一步研究，以扩大其应用范围。 而共聚酯则是在聚酯的基础上再多引入一种醇，以改变它的性能，使其的更难以结晶，更容易与 PVC 进行共混，共聚酯中同时含有两种链段，其性能会随两种醇的比例的不同而发生改变，结晶速度与结晶数量也会发生变化， Tg 也会发生一定的改变，我们要找出最有利的比例，并予以验证。 近年来 , 随着人们对生存环境的重视和环保意识的加强 , 许多国家对有机挥发物(VOCs) 的排放均有严格的限制 , 使得粘合剂和涂料的水基化已成为该类产品发展的要求和必然趋势。水基聚氨酯以水为分散介质 , 具有不燃、不污染环境和操作方便等优点 , 已得到广泛重视。国
3、外 Duan 和 Kim 等人在聚氨酯的水基化方面已有许多报道。在国内 , 许戈文等在聚氨酯的水基化方面也做了富有成效的工作 , 不过他们在水基聚氨酯的制备过程中都使用了大量的有机溶剂 , 最后再用减压蒸出的方法除去 , 这样做在实验室是可行的 , 若要工业化 , 有机溶剂的脱除和回收在技术上是复杂的 ,在经济上是昂贵的。 而通过聚酯生产得到的聚氨酯，在性能方面通常有各种缺陷，而是 用共聚酯替代聚酯得到的聚氨酯，则在柔软性等各方面都会有很大的改观，故研究共聚酯相对聚酯在玻璃化温度，物化性能等方面的改善是很有必要的。 1 此外，聚酯结晶行为的不同也对增塑剂的合成和使用有着深远的影响。而增塑剂是橡
4、塑制品加工中极其重要的助剂，在橡塑制品中添加增塑剂，可以削弱聚合物分子间的相互吸引力即范德华力，从而增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加了聚合物的塑性。目前世界上对于环保增塑剂研制明显滞后于生产和生活的需要，随着科技的进步，一些传统的材料可能会被淘汰，而研发无害、价廉、节能、助 剂效果好等优点的新型环保增塑剂作为替代材料，是当下塑胶制品行业发展的关键一环 二、 研究目标与主要内容 （含论文 提纲 ） 主要内容和目标： 以 己二酸， 1 , 2-丙二醇， 1 , 2-丁二醇 为原料原料，通过调节 1 , 2-丙二醇和 1 , 2-丁二醇的不同比例 进行酯化反应，调整共聚物
5、嵌段长度和序列分布以及变化共聚物的分子量合成出具有不同结晶行为的共聚酯。用 DSC 测定不同共聚酯的 Tg，用偏光显微镜观察不同的共聚酯的结晶行为。通过研究共聚酯的结晶行为和玻璃化转变温度相对于与聚酯的区别，来发现两者的有缺点，以及两种醇的 最佳比例。 1 实验方法 由高纯度的 己二酸， 1 , 2-丙二醇与 1 , 2-丁二醇 分别 在 180下反映 2 到 3h 然后进行减压蒸馏， 缓慢升温至 190左右，进行酯化反应，待馏出的水的量达到理论值的 95%以上后开抽真空，在温度 190、低真空条件下让未完成反应的酸进行充分反应，等到水出来的速度很慢后将真空提升到高真空，缓慢升高温度至 210
6、进行缩聚反应。 其反应如下： H O O C ( C H 2 ) x C O O H + H O C H 2 ( C H 2 ) y C H 2 O H = C H 2 ( C H 2 ) y C H 2 O O C ( C H 2 ) x C O + n H 2 O 2.实验内容 （ 1）高效催化剂和确立聚合反应工艺参数。 （ 2）研究共聚物中酸与共混醇比例和分子量对结晶 行为的影响。 （ 3）研究共聚物分子量与结晶行为的关系。 （ 4）研温度对结晶行为的影响。 3.实验结果分析 偏光显微镜观察和晶体结构结晶时间。 红外光谱检测其结构。 DSC 检测其结晶性能和玻璃化转变温度。 2 4.实验
7、结论 通过对实验结果的分析得出实验结论，得出最佳实验效果的合成路线及配 方。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 研究方法、研究手段： 采用实验研究法，制备共聚酯，表征共聚酯的各种性能。从而优化实验工艺，得到实验工艺数据。 四、参考文献 1 N ikolicM. S. , D jonlagic J. . Polym. Degrad. Stab. J , 2001, 74: 263270 2.郭宝华 , 丁慧鸽 , 徐晓琳 , 徐军 , 孙元碧 . 生物可降解共聚物聚丁二酸 /对苯二甲酸丁二醇酯 (PBST)的序列结构及结晶性研究 J. 高等学院化学学报 , 2003, 2(1
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10、2-294, 299. 12李雪莲 , 朱利民 , BRANFORD - WHITE Christopher, 陈大俊 . 芳香 /脂肪族共聚脲多孔膜的微观形态及其性能的初步研究 J. 膜科学与技术 , 2010, 30(1): 44-49. 3 13李俊卿 ,张惠芳 .国内增塑剂现状与发展趋势 J.塑料加工 , 2007, 42(5): 16-19. 14辛灵敏 . PBS与膦酸酯的共聚合成与性能研究 D. 成都四川大学高分子化学与物理学院 , 2007. 15 B. Andricic, T. Kovacic, S. Perinovic, I. Klaric. Polymer Blends
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12、r Composition and Crystallization TemperatureJ. Macromolecules 2010, 43, 29252932 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 序号 时间 内容 1 2009.11.1-11.15 准备实验材料，搭建实验装置 2 11.15-11.20 合成不同分子量的聚酯 3 11.21-11.27 合成不同分子量的聚酯 4 11.27-12.5 用 DSC 测定不同聚酯的 Tg 5 12.7-12 14 6 12.16-12.21 7 12.21-12.25 8 12.28-12.31 聚氨酯相关文献查找以及外文资料翻译 9 2010.1.5-1.11 利用偏光显微镜来观察球晶的形成过程 10 1.12-1.20 论文框架 11 1.20-2.1 论文初稿 12 2.20-4.20 论文修改、定 稿
