多官能团单体的合成及在PCL辐射交联中的应用

论文摘要

本文用稀土元素La改性固体酸SO42-/TiO2,经高温焙烧制备了新型固体超强酸SO42-/TiO2La3+,并以该固体酸代替传统浓硫酸为催化剂,高效合成了丁二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）。然后以这两种多官能团单体（Polyfunctional monomer,PFM）为交联助剂,研究了它们对PCL的强化交联效应及对PCL力学性能的影响。 多官能团单体合成试验主要考察了SO42-/TiO2La3+制备条件对其催化活性的影响、酯化反应条件对酯化率的影响,得到了较好的催化剂制备和多官能团单体合成工艺:SO42-/TiO2La3+在焙烧温度500℃下活化3h左右,具有较高的催化活性和催化效率。当甲基丙烯酸、丁二醇的物质量之比为2.8:1,阻聚剂、催化剂质量分数分别为1.0%、1.2%,110℃～120℃反应2h时,丁二醇二甲基丙烯酸酯的酯化率高达92.0%;当丙烯酸、季戊四醇物质量之比为3.5:1,催化剂、阻聚剂质量分数为2%,1.5%,甲苯用量55%,120℃～130℃反应3h,PETA的酯化率可达78.5%。 PFM强化交联试验考察了影响PCL辐射交联效率的各种因素,如单体的质量分数、单体的官能团数目、辐照剂量等,并研究了PCL-PFM混合体系的辐射交联规律和力学性能。实验结果表明:两种PFM均能够与PCL较好的相容,对PCL的辐射交联有明显的强化作用。而且,PETA比丁二醇二甲基丙烯酸酯的官能团数目多,对PCL的强化交联效果更好。强化交联后PCL体系的力学性能得到较大改善。 PCL-PFM共混体系的强化交联不再符合无规交联的规律,不遵从Charlesby-Pinner方程,而用陈欣方-刘克静-唐敖庆关系式来处理可得到很好的线性关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 固体酸在酯化反应中的应用研究进展
• 1.1.1 固体超强酸
• 1.1.2 分子筛
• 1.1.3 杂多酸
• 1.1.4 固体酸代替硫酸催化酯化的研究展望
• 1.2 聚合物的辐射交联与强化交联
• 1.2.1 PFM的强化交联效应
• 1.2.2 PFM的强化交联效率
• 1.2.3 强化交联机理
• 1.2.4 强化交联发展
• 1.3 聚己内酯（PCL）
• 1.3.1 PCL的理化性能
• 1.3.2 PCL的生物降解性和相容性
• 1.3.3 PCL的形状记忆特性
• 1.3.4 PCL的应用
• 1.3.5 PCL的强化交联
• 1.3.6 PCL—无机共混物的意义
• 第二章 多官能团单体的合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂及主要仪器
• 2.1.2 催化剂的选择和制备
• 2.1.3 二甲基丙烯酸丁二醇酯的合成后处理
• 2.1.4 PETA的合成及后处理
• 2.1.5 产率的测定及产物分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.7.1 合成原理
• 2.2.2 产物的红外光谱图
• 2.2.3 固体酸的催化活性
• 2.2.4 反应条件对产率的影响
• 2.3 小结
• 第三章 PCL的强化交联
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂原材料、仪器
• 3.1.2 PCL与PFM的共混
• 3.1.3 材料的辐射处理
• 3.1.4 材料的性能分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 辐照剂量对PCL-PFM体系辐射交联的影响
• 3.2.2 PFM官能度对PCL-PFM体系辐射交联的影响
• 3.7.3 PFM用量对PCL-PFM体系辐射交联的影响
• 3.2.4 PCL-PFM体系的辐射交联规律
• 3.2.5 辐照对PCL-PFM力学性能的影响
• 3.2.6 PFM用量对PCL-PFM力学性能的影响
• 3.2.7 官能团度对PCL-PFM力学性能的影响
• 3.3 结论
• 第四章 羟基磷酸钙对聚己内酯的增强效应
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料、仪器
• 4.1.2 PCL与CPP的共混
• 4.1.3 材料的辐射处理
• 4.1.4 材料的性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 PCL-CPP体系的辐射交联
• 4.2.2 PCL-CPP体系的力学性能
• 4.2.4 PCL-CPP-PFM体系的力学性能
• 4.3 结论
• 第五章 结论与创新
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢