聚碳酸亚丙酯对聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)结晶行为的影响

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1、VOl.25高等学校化学学报NO.62004年6月HEMIALJOURNALOFHINESEUNIVERSITIES1145~1148聚碳酸亚丙酯对聚(B羟基丁酸酯B羟基戊酸酯D结晶行为的影响李静~刘景江(中国科学院长春应用化学研究所~高分子物理与化学国家重点实验室~长春130022D摘要用FTIR和DS研究了PHBV及其与聚碳酸亚丙酯(PPD熔融共混样的熔融结晶行为和等温结晶动力学.结果表明~PHBV与PP熔融共混过程中发生了酯交换反应~两组分间存在一定的相互作用.PP虽然能降低PHBV结晶折迭链的表面自由能~但同时也能够降低PHBV的结晶度,球晶径向生长速率,平

2、衡熔点和结晶能力.关键词聚(B-羟基丁酸酯-B-羟基戊酸酯Ds聚碳酸亚丙酯s结晶s酯交换反应中图分类号O631文献标识码A文章编号0251-0790(2004D06-1145-04聚(B-羟基丁酸酯-B-羟基戊酸酯D(PHBVD是由细菌发酵生物合成技术生产的热塑性脂肪族聚酯~具有优异的生物降解性和生物相容性~在一定程度上可缓解石油资源的短缺.由于PHBV的高纯度~结晶成核密度比较低~在室温下能够二次结晶~结晶度比较高~结晶速度比较慢且易生成大尺寸的球晶.以球晶中心向外扩展形成许多圆环状的开裂以及沿球晶生长方向形成许多劈裂~从而导致PHBV呈脆性断裂[1].文献[2~

3、8]中描述了许多改善PHBV韧性的方法.但是~这些共混物价格昂贵~性能改善不理想~难以工业化应用.PHBV的断裂韧性通常不能用一般的弹性体增韧塑料的方法来改善~即使加入增容剂也收效甚微[9].因为PHBV球晶自身的结构缺陷足以使PHBV性能劣化.因此~只有降低PHBV结晶度~减小球晶尺寸~破坏它的球晶缺陷形成条件的共混物才能有效地增韧PHBV.为此~我们选择了聚碳酸亚丙酯(PPD同PHBV共混~研究PP对PHBV结晶性能的影响.1实验部分1.1材料PHBV由宁波天安生物材料有限公司提供~已加入成核剂.由核磁共振谱测得共聚物中(HVD摩尔分数为6.6%~其重均分子量(

4、M为1.249>105WD~分子量分布指数MW/Mn=1.12.用前精制.PP由本所O合成组提供~经纯化精制~用马来酸酐封端~M52W=3.12>10~MW/Mn=5.30~O2与环氧丙烷的交替共聚率为98.6%.1.2PHBV/PPC共混体系的制备及性能分析采用熔融共混法制备.将PHBV和PP以质量比30=70混合于175的Brabender内~转速为50r/min~混合8min后取出~在空气中冷却~置干燥器中待用.以同样程序处理PHBV以便比较.1.2.1红外光谱分析用FTS-135型傅里叶红外光谱仪测定红外光谱.以丙酮为选择性溶剂~将PHBV/PP共混样在丙酮

5、中浸泡7d~取出样品待溶剂挥发后在氯仿中配成溶液测定.1.2.2DS分析用Perkin-ElmerDS-7差示扫描量热计研究结晶过程.用氮气保护~样品用量6~8mg.样品从室温以40/min升至190~保温5min以消除热历史~以20/min降至室温~再以20/min升至200~测定样品的结晶温度T和熔融温度T将样品从室温以40/min迅cm.速升至190~恒温5min~降至T在该温度下等温结晶~研究样品的等温结晶动力学.c~收稿日期:2003-06-02.基金项目:中国科学院创新重点课题(批准号:KGX2-202A-03D和国家八六三课题(批准号:2002AA33

6、409D资助.联系人简介:刘景江(1940年出生D~男~研究员~博士生导师.主要从事高分子物理与高分子材料研究.E-mail:jjliu@ciac.jl.cn1146高等学校化学学报Vol.25================================================================2结果与讨论2.1红外光谱分析图1为PHBV和PPC及经丙酮溶解后PHBVPPC共混样的红外光谱.纯PHBV谱图上1737-1处C0吸收与PHBV组成无关,因此作为内标峰.cm利用红外光谱分析结晶度指数,需考虑C0C谱带-1(1278,1228,11

7、84cm)及C=0谱带(1723,1737-1-1谱带对应于结晶态的吸收峰,1723cm).1278cm-1对应于晶态酯羰基吸收,1737cm-1处出现的较弱肩cm峰,对应于非晶态的吸收峰.1380cm-1处是CH的伸3缩振动吸收,吸收峰位及强度不随组成及结晶度的变化而变化,是一理想的内标峰.根据Bloembergen等[10]结果,利用红外吸收测其结晶指数(CI)约为0.96;而共混物的相Fig.1FTIRspectraOfPHBV,PPCandblend应值是0.58,表明PPC使PHBV的结晶度降低.PPC的红外特征吸收峰为1747(C=0),1234-1