聚甲基乙撑碳酸酯的化学发泡及加工改性研究

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1、中山大学博士学位论文聚甲基乙撑碳酸酯的化学发泡及加工改性研究姓名：关丽涛申请学位级别：博士专业：材料物理与化学指导教师：孟跃中20060501摘要聚甲基乙撑碳酸酯的化学发泡及改性研究材料物理与化学关丽涛／＼ljD珂指导教师：孟跃中教授聚甲基乙撑碳酸酯是以引起“温室效应”的主要气体二氧化碳为原料所合成的一种完全可降解的环保型塑料，本课题组在高效固定二氧化碳制备聚甲基乙撑碳酸酯方面取得明显进展，催化效率达到国际领先水平。与河南天冠集团合作，成功建立了50吨／年的中试生产线，已投入批量生产。并且5000吨／年工业化规模生产线也

2、于今年初试车成功，真正实现了二氧化碳与环氧丙烷共聚物的产业化。目前的关键问题是拓宽聚甲基乙撑碳酸酯的应用，以加速聚甲基乙撑碳酸酯的产业化进程。以塑料为基本组分，以气体为填料所制得的泡沫塑料相对于不发泡的塑料来讲，具有节约能源，质轻，热导率低，隔热性能好，能吸收冲击载荷，具有优良的缓冲性能，隔音性能好，比强度高等可贵的性能，用途很广。近年来，泡沫塑料的发展很快，在美国、日本、欧洲等国家和地区，无论是产量还是品种都在迅速增加。已实现工业化生产的泡沫塑料有聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(pug)、ABS、酚醛、脲

3、醛、环氧树脂等。然而它们均属于有机高分子材料，来源于石油资源。随着商品物流、电子信息产业的不断发展，泡沫包装制品的用量在迅速增大，从而加速了石油这种不可再生资源的消耗速度，面临日益枯竭的困境。另一方面，泡沫包装制品使用后的废弃物给环境带来了严重的负面影响，加剧了白色污染。因而，从源头做起，大力开发和推广环境可降解泡沫塑料，才是最根本的解决途径，符合塑料包装工业绿色化的潮流。如能将完全可降解的聚甲基乙撑碳酸酯制成泡沫塑料，必将在工业，民用等广泛的领域代替传统的非降解塑料，具有非常深远的前景。以此为宗旨，本论文以聚甲基乙撑碳

4、酸酯为对象，做了如下研究：T中山大学博士学位论文2∞6聚甲基乙撑碳酸醋的化学发泡及改性研究通过发泡剂的热分解性，发气量等测试手段，得到PU8和AC-ZnO两种适用于聚甲基乙撑碳酸酯化学发泡的复合发泡剂配方。通过控制发泡配方和工艺，得到了可调发泡倍率的聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料，该发泡材料具有较好的热稳定性和力学性能。通过发泡剂的热分解性，发气量等测试手段，得到OBSH和DPT-urea两种适用于聚甲基乙撑碳酸酯化学发泡的复合发泡剂配方。试验发现，该两种复合发泡剂在对聚甲基乙撑碳酸酯发泡的同时，使其分子量也增加，得到既发泡又

5、扩链的聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料，从而进一步提高了聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料的热稳定性和力学性能。将所得到的聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料在受控的需氧堆肥化条件下，测定其排放的二氧化碳量来确定其最终需氧生物分解能力。试验90d时，聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料的生物降解率达到49．9％，表明所得到的发泡材料具有良好的生物降解性能。论文的研究成果为聚甲基乙撑碳酸酯在快餐饭盒以及包装材料方面的应用奠定了基础，为该新型塑料的产业化奠定了坚实的基础。完全可降解的聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料将比传统的不可降解或部分可降解的发泡制品具有更大的市场竞争力

6、，必将给社会带来重大的经济效益。关键词：聚甲基乙撑碳酸酯，生物降解材料，二氧化碳，化学发泡，扩链IIAbstractChemicallyFoamingandModificationofPoly(propylenecarbonate)DerivedfromCarbonDioxideandPropyleneOxideMaterialPhysicsandChemistryLitaoGuanSupervisor：ProfessorYuezhong避Asacarbonsource，carbondioxide(C02)hasattr

7、actedmuchattentioninbothscientificandpracticalinterestsinrecentyears．Thus，muchefforttouseC02asastartingmaterialhasbeendevoted．Amongthem，thecopolymerizationofC02withpropyleneoxide(PO)tosynthesizepoly(propylenecarbonate)(PPC)hasbeenextensivelyreported．However，there

8、isstillabighurdleforthelarge—scalecommercializationofthenewpolymer．Thecatalyticefficiencyofthosecatalystsusedremainedratherlow．Morerecently，wehavesuccessfullys