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纳米MOFs阻燃高分子复合材料的制备及性能研究(3)

时间:2025-09-19 22:04来源:100547
(1) 乳酸缩聚 乳酸的缩聚主要有溶液聚合和熔融-固相聚合。溶液聚合是将乳酸单体溶于有机溶剂中使其变成溶液状态,之后加入引发剂进行的缩聚反应,

(1) 乳酸缩聚 

乳酸的缩聚主要有溶液聚合和熔融-固相聚合。溶液聚合是将乳酸单体溶于有机溶剂中使其变成溶液状态,之后加入引发剂进行的缩聚反应,Ajioka等[6]将L-乳酸与锡粉、二苯醚混合后在140oC下反应2h,之后用3A分子筛在130oC下将产物进行循环脱水30h左右直到含水量小于3mg/mL,最终得到较高分子量的聚乳酸;熔融-固相聚合主要是以SnCl4·2H2O和p-TSA(对甲基苯磺酸)为原料,将其缩聚得到具有一定分子量的聚乳酸预聚物,再将其在特定温度下进行固相缩聚[7]。

(2) 丙交酯开环聚合

丙交酯开环聚合是先将单体进行预聚合,之后在加强热的状态下进行分解反应,生成环状二聚体丙交酯,分离后进行开环聚合,最终得到聚乳酸[8]。

1.1.3  聚乳酸的改性

虽然聚乳酸的开发应用逐渐受到关注,但其自身的严重缺陷极大地限制了它的发展,这些缺陷主要表现在:(1)高强度和低断裂伸长率使聚乳酸在正常状态下呈现出硬而脆的特性;(2)聚乳酸的熔体力学性能不好,对加工不利;(3)乳酸在聚乳酸的合成中消耗大,且本身价格高,这导致聚乳酸的总合成成本较高。为克服上述缺陷,聚乳酸改性已然大势所趋。聚乳酸的改性现在主要有3大类:化学改性,物理改性以及纳米复合改性。

(1) 化学改性

     化学改性是用共价键将官能团、活性因子等通过化学反应连接到聚乳酸长链上。化学改性主要分为共聚改性和交联改性。

共聚改性是单体进行共聚时,适当将含量、类型等条件进行改变从而使产品满足所需性能要求。周密等先以聚乳酸和L-亮氨酸为原料,在一定条件下进行熔融聚合生成聚乳酸-聚亮氨酸,再将其与聚乙二醇混合制得共聚物聚乳酸-聚亮氨酸-聚乙二醇,结果显示该共聚物在20-35oC下能够以凝胶形式稳定存在,使其能够用于医学药理方面[9]。窦庶华等先以均苯四甲酸酐(PMDA)以及PEG-800为原料制得聚亚酰胺(PI),然后在一定条件下将其与丙交酯共聚制得聚乳酸-聚酰亚胺嵌段共聚物(PLA-PI-PLA),结果表明该共聚物的疏水性大大增加[10]。

交联改性是单体在光、热等存在下进行交联反应使聚合物链间以共价键连接产生体型高分子从而增强其各项性能。人们可根据不同需求使用不同交联剂来改变聚乳酸的相应性能。

(2) 物理改性

     物理改性主要分为增塑改性和共混改性。

增塑改性是指在高分子中掺杂各种物质从而改良其韧性、熔融温度等物理性质和加工性能。万同等[11]以聚乳酸为基体,柠檬酸三甘醇单丁酯(TTBC)为添加剂,以一定的比例混合,结果发现TTBC加入量越多,材料的玻璃化温度和熔点越向低温移动。

共混改性是指将高分子与其他高分子按照一定的比率相互掺杂,使各组分间产生性能互补,从而改善了产品性能。刘欣等[12]以聚己内酯(PCL)和聚乳酸为原料制备了聚乳酸/聚己内酯复合材料,测试结果表明PCL极大地提高了材料的韧性。

(3) 纳米复合改性

    纳米复合改性是指使用纳米级别的改性剂,将其平均混合在高分子中形成复合体系。Najafi等[13]将聚乳酸与硅酸盐粘土纳米颗粒混合,并添加一种能够扩展链段的物质,实验证明经过处理后的聚乳酸/粘土纳米材料的热分解温度、硬度与模量与没有添加扩链剂时相比得到了极大地提高。

1.2  聚乳酸阻燃材料研究情况

最近几年人们正逐渐开始拓展聚乳酸在其他领域如汽车和电子电器的应用,然而聚乳酸的阻燃性能较差,其极限氧指数(LOI)仅有20左右,受热后可能会发生液化并燃烧。目前解决这个问题的常用方法是向聚乳酸中加入添加型阻燃剂。 纳米MOFs阻燃高分子复合材料的制备及性能研究(3):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_206058.html

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