聚碳酸亚丙酯共混改性及分子模拟

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1、海南大学硕Ij学位论文摘要由C02和环氧化物合成的脂肪族聚碳酸酯是一种无毒的、具有一定力学性能和生物降解性能的材料，可以帮助减少C02的排放量、回收利用C02、保护生态环境。但C02与环氧丙烷(PO)的共聚物聚碳酸亚丙酯(PPC)的玻璃化转变温度较低、材质柔软，影响其加工性能，且降解速度较慢。本论文的主要工作从增强聚碳酸亚丙酯的功能性方面入手，通过与聚乙二醇(PEG)、乙基纤维素(EC)、聚乳酸(PLA)溶剂共混的方法，改善聚碳酸亚丙酯的热性能、力学性能和降解性能等性质；并在实验基础上，利用分子模拟对聚合物微观结构和宏观性能之

2、间的关系进行了初步探讨。研究发现，PEG的加入能显著提高PPC的热性能、亲水性以及降解性。玻璃化转变温度最高的共混物比PPC提高4l℃，Td5％最高的共混物PPC提高29℃，Td50％最高的共混物比PPC提高107℃；吸水率最高的共混物吸水率比PPC高出45倍；酸性溶液(pH5．50)和弱碱性溶液中(pH7．91)失重最多的共混物失重率分别是PPC的14倍和7倍，生物降解中共混物的降解速率至少是PPC的两倍；PEG的加入增强了PPC的断裂拉伸应变，同时高分子量的PEG增强了PPC的拉伸强度和热封剥离强度。PPC．EC共混物表面

3、微观呈现相分离，为部分相容的体系，共混效果较好。EC的加入起到了提高PPC热性能、降解性和力学性能。Tg最高的共混物比PPC提高2l℃，Td5％最好的共混物比PPC提高36℃，Td50％最好的共混物比PPC提高63℃；酸性溶液和弱碱性溶液中降解性最好的共混物失重率分别是PPC的3倍和1．4倍。EC含量较少时共混物有较好的成膜性，并且在一定程度上增强了PPC的力学性能。PPC．PLA共混物共混效果良好，共混物为部分相容的体系。PLA的加入能明显提高PPC的热性能，共混物的Tg最高比PPC提高30℃，Td5％最多比PPC提高42℃

4、，Td50％最多比PPC提高67℃；PLA的加入也使得共混材料的降解性能优于PPC，降解性最好的共混物失重率是PPC的9倍；PPC．PLA共混物有良好的成膜性，制备的薄膜透明均匀，PLA的加入增强了PPC的拉伸强度和杨氏模量。本文还基于CompaSs力场，利用MaterialsStudio工作站分别对PPC、PPC与PEG共混体系、PPC．EC共混体系、PPC．PLA共混体系进行分子模拟，并对共聚物和部分共混物进行性质模拟，从理论上分析研究了组成单体与PEG、EC和PLA分子之间的相互作用，探讨各种分子在PPC单元模型中的存在

5、状况，模拟分析的结果从微观上阐述了PPC分子结构与性能的关系，并对实验方向有一定的指导作用。关键词：聚碳酸亚丙酯共混改性聚乙二醇乙基纤维素聚乳酸分子模拟聚碳酸哑内酯共混改性及分了模拟AbstractAliphaticpolycarbonatesynthesisedbyC02andepoxideisakindofnon—toxicpolymer．IthascenainmechanicalperfIon】帽nceandbiodegradationperf6mance．ItcanhelptoreducingC02emission，r

6、ecyclingC02andprotectingecologicalenViromIlent．ButglaSstransitiontemperature(Tg)ofpoly(pmpylenecarbonate)(PPC)，、ⅣhichsynthsisedbyC02andpropyleneoxide(PO)，islower．ThepolymerissosoRthatitsprocessabilityisaf凳cted．ThedegradationrateofPPCisalsoslo、Ⅳ．Inthispaper，theworkfo

7、cusedonhowtoenhancethe向nctionalityofPPC．Thethennalproperties，mechanicalpropertiesanddegradationpropertiesofPPCwereenhancedbyblendingwithpolyethyleneglycol(PEG)，ethylcellulose(EC)，polylacticacid(PLA)respectiVely．BaSedontheexpe“mentalresults，therelationbewteenpolymerm

8、icroscopicstmctureandthemacroscopicpe晌mlancehaSdiscussedbymolecularsimulation．Themainresearchresulteshavebeensumm撕zedasf．ollows：TheresuIts