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可生物降解 高分子材料的改性
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可生物降解 高分子材料的改性. 报告人：陈郁栋 日 期：201 3 . 4 . 11. 研究背景. 改进方案. 共聚改性. 共混改性. 协同改性. 研究背景. 1907 年 酚醛塑料问世. 1934 年 高分子理论提出. 合成高分子材料逐渐取代传统材料. 2007 年我国塑料制品累计工业产值： 8000 亿. 改进方案. 可生物降解聚合物. 淀粉基生物降解材料. 脂肪族聚酯. 聚乳酸（ PLA). 聚碳酸丙烯酯（ PPC). 聚己内酯（ PCL). 聚丁二酸丁二醇酯（ PBS ）. 聚羟基脂肪酸（ PHAs). 耐水性、机械强度、热性能、成本. - PowerPoint PPT Presentation
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可生物降解高分子材料的改性报告人：陈郁栋日 期： 2013.4.11
协同改性共混改性共聚改性
改进方案研究背景
1907 年 酚醛塑料问世
1934 年 高分子理论提出
合成高分子材料逐渐取代传统材料
2007 年我国塑料制品累计工业产值： 8000 亿
原料来源 易老化
回收困难 环境污染缺点
研究背景
含有羰基等发色基团和弱键光降解• 通过阳光引起光化学催化降解• 需要光照
易氧化与易水解基团化学降解• 通过氧、水等作用降低聚合物分子量• 同样需要特定条件
酯基、氨基等可被生物分解基团生物降解• 微生物作用分解• 适用性广泛
改进方案
可生物降解聚合物
淀粉基生物降解材料 脂肪族聚酯
聚乳酸（ PLA)聚羟基脂肪酸（ PHAs)
聚己内酯（ PCL)聚丁二酸丁二醇酯（ PBS ）
聚碳酸丙烯酯（ PPC)
耐水性、机械强度、热性能、成本
共聚：分子链内部
共混：分子外部增强
封端：改变特基
共聚改性 无规 / 交替共聚• 条件要求严格、对主链及主链上侧基改性
嵌段共聚• 改变主链结构、结晶性能
接枝共聚• 改善机械性能、可塑性以及热性能
嵌段共聚改性 PLA
* 马晓妍等，聚乳酸及其共聚物的制备和降解性能
-CH2-
接枝共聚、共混改性PLA
*Suming Ye, Rubber Toughening of Poly(lactic acid): Effect of Stereocomplex Formation at the Rubber-Matrix Interface
共混改性
PPC/PBS ， PPC/PBS/DAOP
OO C O O O
O
+mn
H O OHZn-Co(III)DMCC
聚碳酸丙烯酯（ PPC ）
* 周庆海等 , 聚碳酸 1,2- 丙二酯 / 聚琥珀酸丁二酯 / 邻苯二甲酸二烯丙酯共混体系的研究
PBS 结晶温度高于玻璃化温度，故 Tg 难以观察。加入 PBS 后 Tg 无明显变化，佐证 PPC与 PBS 体系相分离 DAOP 加入后 Tg 改善明显，体现其塑化作用
协同改性 封端： 用酸酐、酰氯、异氰酸酯等 ( 封端剂 ) ， 将 CO2 共聚物的端基变成不活泼的基团
OH
PPC
O
O
OPSM
O
OH
OO
OO
O
O
O C
O
I
PPC
+
OH
II
* OO
*
OHO
**
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
1219 cm-1
1780 cm-1
Tran
smitt
ance
[%]
Wavenumbers (cm-1)
1854 cm-1H
O
O
O
PPC 与 p(St-co-MAH) 的共混纯 PPC的Tg=37.5℃
0 50 100 150 200-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
128.5oC
Hea
t Flo
w (m
W)
Temperature(oC)
1.PPC99/PSM01 2.PPC97/PSM03 3.PPC90/PSM10 4.PPC80/PSM20 5.PPC70/PSM30
39.1oC
38.6oC
38.6oC
38.41oC
37.6oC
137.5oC
1
2
3
4
5
0 100 200 300 400
0
20
40
60
80
100
Wei
ght L
oss(
wt%
)
Temperature(oC)
1. PPC99/PSM01 2. PPC97/PSM03 3. PPC90/PSM10 4. PPC80/PSM20 5. PPC70/PSM30 6. PPC
215.15oC
256.42oC
263.87oC
268.93oC 269.53oC272.81oC
1
234
5
6
PPC/PBS/PVPh 共混研究
-25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
41.0oC
41.2oC
39.6oC
39.9oC
Hea
t Flo
w (m
W)
Temperature(oC)
1.PPC80/PBS20/PVPh10 2.PPC80/PBS20/PVPh20 3.PPC80/PBS20/PVPh30 4.PPC80/PBS20/PVPh40
12
3
4
200 250 300 350 400 450 5000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
269.8oC
265.2oC
261.4oC
257.2oC
wei
ght(%
)
Temperature(oC)
1.PPC80/PBS20/PVPh10 2.PPC80/PBS20/PVPh20 3.PPC80/PBS20/PVPh30 4.PPC80/PBS20/PVPh40
1
23
4
PPC/PBS/p(St-co-MAH) 共混研究
0 50 100 150 200 250-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
110.0oC
111.3oC39.5oC
39.0oC
39.3oC
39.2oC
Hea
t Flo
w (m
W)
Temperature
1.PPC80/PBS20/PSM10 2.PPC80/PBS20/PSM20 3.PPC80/PBS20/PSM30 4.PPC80/PBS20/PSM40
1
23
4
200 250 300 350 400 450 5000
20
40
60
80
100
274.8oC274.1oC
273.6oC
269.8oC
wei
ght(%
)
Temperature
1.PPC80/PBS20/PSM10 2.PPC80/PBS20/PSM20 3.PPC80/PBS20/PSM30 4.PPC80/PBS20/PSM40
123
4
总结
• 天然大分子、聚酯• 机械性能、热性能
降解材料
• 三种手段：共聚、共混、封端• 协同方法
改性手段
• 添加物不同可达到不同效果改性效果
