摘要
为了减少对化石资源的依赖和抑制环境污染，生物基高分子和生物降解高分子日益得到关注。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有生物可降解性的脂肪族聚酯，性能优异，并且可由生物基原料合成制备，其相关优异特性日益受到关注。为了扩大其应用范围，我们通过对其共聚改性，得到一系列性能多样化的PBS基共聚酯，并系统研究了共聚酯的相关性能。主要工作如下: 1.生物可降解聚（丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸辛二醇酯）共聚酯(PBOS)体系 通过熔融缩聚法成功合成了一系列高分子量的PBOS共聚物和PBS，并研究了OS共聚单元对共聚物样品性能的影响规律。PBOS的晶体结构和PBS相同，共聚组分的引入降低了PBOS的结晶度。OS单元引入前后，样品的热稳定性几乎没有变化。非等温熔体结晶研究表明，OS单元引入后，其结晶能力被显著抑制。等温熔体结晶测试显示，升高结晶温度和增加OS含量，使得等温熔体结晶速率变慢，结晶机理没有改变。PBS和PBOS的球晶生长速率也随结晶温度的升高和OS含量的增加而逐渐降低。随着共聚组分OS含量变大，屈服强度、强度、杨氏模量逐渐降低，而断裂伸长率显著增加。样品的各项力学性能可以通过调整OS组分的含量来进行调节，以扩大其实际应用范围。水解实验表明，所有样品的质量损失随降解时间的延长而线性增加，并且水解速率随着OS组分的增加而逐渐降低。 2.全生物基聚（丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸癸二醇酯）共聚酯(PBDS)体系 成功合成了一系列的高分子量的全生物基PBDS共聚物。共聚组分DS的引入降低了PBDS的结晶度，没有改变其晶体结构。PBDS的热稳定性不受共聚单元DS影响，热稳定性仍然较高。DS单元引入后，PBDS的等温和非等温结晶都受到抑制，但结晶机理没有改变。平衡熔点的变化可以很好的用Flory方程来描述。成功对PBDS45的双结晶组分结晶过程进行了分离。随着结晶温度的升高和DS组分含量增加，PBDS的成核密度和球晶生长速率逐渐降低，并且存在结晶方式的转变。样品具有较好的力学性能。随着共聚组分DS含量变大，断裂伸长率显著增加，而屈服强度、强度、杨氏模量与PBS相比逐渐降低。此外，水解速率随着DS组分的增加而逐渐降低。 3.不同链长二元醇对PBS共聚酯性能影响的研究 成功地合成了一系列分子量和共聚组分比例都非常接近的PBS15共聚酯，共聚单元的引入并没有明显地改变样品的热稳定性，PBS15共聚酯和PBS有相同的晶体结构，非等温结晶结果显示，不同链长的共聚单元的引入影响链段的运动性，玻璃化转变温度变化较明显，等温结果表明，结晶机理未发生变化，但结晶速率随着共聚单元的链长增加而变慢，随着共聚单元的链长增加，共聚酯的水解速率越来越慢。 4.全生物基聚（丁二酸丁二醇酯-co-草酸丁二醇酯）共聚酯(PBSO)体系 成功地合成了一系列粘均分子量比较接近的PBSO共聚酯和PBS，共聚单元的引入显著地降低了样品的热稳定性，PBSO共聚酯和PBS有相同的晶体结构。非等温结晶结果显示，BO共聚单元的引入降低了熔点，等温结果表明，结晶机理未发生变化，但结晶速率随着共聚单元的增加而变慢。PBS和PBSO的球晶形貌和生长速率测试结果表明，在相同过冷度下，球晶生长速率随BO含量增加而变慢，此外，球晶生长速率随结晶温度升高而逐渐降低。 5.全生物基聚丁二酸癸二醇酯(PDS)的合成、结晶行为研究 成功地合成了全生物基PDS聚酯，PDS热稳定性和PBS、PES接近，研究了其晶体结构，研究了不同降温速率对PDS结晶行为的影响，等温结晶实验结果表明，在实验温度范围内结晶机理未发生变化，随后推算出了其平衡熔点。
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