新型高分子材料聚乳酸扩链剂
聚乳酸是一种以可再生资源为起始原料来生产的新型高分子材料,具有良好的生物降解性、生物相容性和生物吸收性,可广泛用作包装材料、生活用品等日用聚合物以及组织工程支架、药物释放载体、外科植入物等生物医用材料,是可生物降解高分子材料领域研究开发的热点。
本文对聚乳酸的合成方法、结构、性能及新型高分子材料聚乳酸扩链剂进行了综述,认为如何高效、低成本地获得高相对分子量的聚乳酸、提高聚乳酸的韧性以及在聚乳酸链结构中引入适量的官能团,新型高分子材料聚乳酸扩链剂是聚乳酸材料合成与改性研究开发中应重点解决的问题。
为此,提出一种新的熔融缩聚-扩链方法,即用熔融缩聚得到的聚乳酸低聚物与二缩水甘油酯(或醚)等新型高分子材料聚乳酸扩链剂进行扩链反应,以期解决上述问题,对新型高分子材料聚乳酸扩链剂扩链反应、扩链后导致的功能化(即极性基团的引入)进行了初步探索性研究。
首先对聚乳酸低聚物端基对扩链反应的影响进行了比较研究。在乳酸缩聚过程中不加入或分别加入1,4-丁二醇、1,4-丁二酸、丁二酸酐,得到相对分子量为1000左右的聚乳酸低聚物:HO—OLLA—COOH、HO—OLLA—OH、HOOC—OLLA—COOH(1)、HOOC—OLLA—COOH(2),通过氢核磁谱图对其结构进行了表征;将含不同端基的聚乳酸低聚物与二缩水甘油酯扩链剂A进行扩链反应,发现扩链剂既可与羧基反应也可与羟基反应,但是与羧基反应的活性更高,生成的聚乳段的扩链产物的特性粘数更大;与丁二酸相比,采用丁二酸酐制得的聚乳酸低聚物的扩链效果为最好。
通过改变乳酸和丁二酸酐的摩尔比并调节缩聚反应时间,制得一系列相对分子量(1000-20000)的端羧基乳酸齐聚物,考察了相对分子量(或端基含量)对扩链反应的影响。研究表明,扩链产物特性粘数随低聚物相对分子量增大而增加;对低相对分子量(1000)的低聚物,扩链倍数较大为8.89倍,但随低聚物相对分子量增大,扩链倍数明显减少,当低聚物相对分子量为20000时,扩链效果不明显。
4,4'-亚甲基双(2-乙基)苯胺(芳香族二胺类扩链剂MOEA)
本品为氨基邻位乙基取代的芳香族二胺类扩链剂,与TDI和MDI预聚体有着良好的相容、配伍性,反应速度较快,与E100搭配可用于反应注射成型和聚脲喷涂工艺,制品具有优良的物理以及动态力学性能.用于聚脲弹性防水材料,可有效提高材料的强度、耐植物穿刺和耐老化性能.本品也可用作环氧树脂的固化剂,赋予制品良好的抗张、耐撕裂、电绝缘及耐热等性能.
产品基本要素
外观:白色粉末
产量:10吨
包装方式:净重200Kg镀锌铁皮桶。
故扩链反应条件需进一步优化。扩链产物的转变温度与低聚物相对分子量有关,但低聚物相对分子量低于3000时,扩链产物为无定型产物;当低聚物相对分子量高于5000时,扩链产物为结晶性聚合物,其熔点为138.03—144.95℃。
聚乳酸低聚物与二缩水甘油酯(或醚的)的扩链反应可将低聚物的端基转化为侧羟基,扩链产物的侧羟基与低聚物的端基数量或相对分子量有关。低聚物相对分子量越小,扩链产物的侧羟基数量越大,亲水性增大,接触角减小。当聚乳酸低聚物相对分子量由20000降低到1000时,扩链产物的接触角从82.8°降低到76.4°。
同时考察了相对分子量为10000的齐聚物的扩链产物的反应时间、反应物配比同特性粘数之间的变化曲线,扩链的最优反应条件是180℃下,反应物的摩尔比为1时扩链反应1h,时间过长,配比过大都会引起支化和交联。
自20世纪80年代起对聚酯扩链反应进行了一系列的研究,即通过加入扩链剂与聚酯中的端羧基和端羟基反应,将不同聚酯大分子连接起来,从而提高聚酯的摩尔质量。这种方法由于具有高效、快速等特点,引起了许多学者的兴趣。这种熔融扩链法也日益引起工业界的注意,此方面的研究工作层出不穷。
通过研究不同扩链剂和反应条件对PET扩链反应的影响,寻找合适的扩链剂和反应条件,可以将熔融扩链法应用于PET的再生过程中。本文选取环氧树脂为扩链剂,通过测定试样的熔体质量流动速率(MFR),研究了挤出温度、扩链剂种类、扩链剂用量等因素对PET扩链效果的影响,并将环氧树脂与商品扩链剂ADR-4380进行了比较。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET): BG80;扩链剂:环氧TDE85、环氧771;扩链剂:环氧LY3505;商品扩链剂: ADR-4380。
先将PET粒料在140℃的温度下干燥4 h,然后加入一定量环氧树脂扩链剂,混合均匀,经挤出机挤出造粒,试验时挤出温度为260~270℃。MFR测试温度260℃,试验负荷为2·16 kg。
文章版权:张家港雅瑞化工有限公司
http://www.zjgyrchemical.com