二氧化碳和環(huán)氧烷類化合物的共聚及機理研究.pdf

1、二氧化碳排放是引起全球日益嚴重的“溫室效應”的罪魁禍首，如何高效利用二氧化碳已經(jīng)成為世界范圍內日益受到重視的問題。利用二氧化碳合成全降解塑料是目前世界范圍的研究熱點，二氧化碳合成的全降解塑料的機械性能與通用塑料聚丙烯和聚乙烯相當，可以在廣泛的領域取代聚丙烯和聚乙烯。從而使二氧化碳合成全降解塑料成為減輕“溫室效應”和解決“白色污染”的有效途徑之一。據(jù)有關文獻報道，二氧化碳在地球上的總儲量超過了石油、煤炭的總和，所以二氧化碳的綜合利用在解決

2、碳源枯竭問題方面也具有重要意義。 論文立足聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)的合成及應用領域的研究。因為戊二酸鋅催化合成PPC的反應對含活潑氫化合物非常敏感，為了解在原料或反應系統(tǒng)中可能含有的水、乙醇和丙醛等對聚合反應的影響程度。論文通過分別外加這三種物質，系統(tǒng)地考察了三種物質對聚合反應結果，包括催化效率、生成聚合物和環(huán)碳酸酯的選擇性、PPC分子中碳酸酯結構的含量、分子量及其分布等結果的影響。這些指標對生成的PPC的理化性能影響很大，所

3、以該研究對控制PPC產品質量具有重要指導意義。在聚合反應系統(tǒng)中，乙醇的存在顯著降低催化效率，水和丙醛次之。<'1>H-NMR及<'13>C-NMR表明，所得聚合物為交替結構的PPC，60﹪以上為頭一尾連接結構。且三種物質對共聚物分子鏈中碳酸酯結構單元含量影響不大，都在49﹪以上。GPC測試表明三種物質都不同程度地降低了PPC的分子量，同時使分子量分布變寬。副產物環(huán)碳酸丙烯酯(PC)及聚醚(PE)的含量都隨添加量的增加而增加。另一方面，基

4、于PPC玻璃化轉變溫度低和熱穩(wěn)定性差這兩點局限性，論文通過加入含大體積剛性基團的縮水甘油醚第三單體，如2-萘基縮水甘油醚(NMO)和9-咔唑基縮水甘油醚(NEC)到合成PPC的反應系統(tǒng)中，成功合成兩種含大體積側基的新型三元共聚物。通過 <'1>H-NMR對三元共聚物的分子結構進行了鑒定。系統(tǒng)考察了第三單體的加入量對催化效率、聚合物分子量及分布、碳酸酯含量、以及熱性能和機械性能的影響?？偟膩碚f，第三單體的加入會降低催化效率、聚合物的分子量

5、和碳酸酯的含量；DSC測定結果表明第三單體的引入最好結構能夠使聚合物的玻璃化轉變溫度從38℃提高到44℃；TGA分析表明引入第三單體后所得三元共聚物的熱穩(wěn)定性有很大幅度的提高，其熱分解溫度(5﹪熱失重溫度)從238℃提高到278℃；拉力試驗證明第三單體的引入確實增強了聚合物的力學強度。可見，通過引入含大體積剛性基團的第三單體能夠有效解決PPC耐熱性能差、加工易分解的局限性，同時增強了PPC的力學強度，拓展了：PPC在更廣領域范圍的應用。