高性能生物降解高分子/弹性体树脂合金制备、结构与性能研究

脂肪族聚脂是近年发展起来的一类重要可生物降解高分子，但因其线性的结构特征，致使其结晶度高、球晶大或者玻璃温度高结晶困难等特点而造成脆性大、韧性低的不足，极大地限制了应用。鉴于聚烯烃/弹性体合金的发展大大提高了聚烯烃树脂的性能，拓宽了应用范围，本项目拟选择三种代表性的聚脂材料- - 难以结晶的聚乳酸和易结晶的聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯为研究对象，用可降解的聚醚酯嵌段共聚物热塑性弹性体（TPEE）对其进行改性，利用螺杆熔融挤出等共混制备出可降解的高性能树脂合金，借助现代仪器对合金的相容性、加工条件对聚集态结构、结构对合金性能的影响进行研究，阐明TPEE的链结构、含量及加工条件等对共混物相态结构和性能的影响规律，制备出高附加值、高性能生物降解高分子合金，拓宽生物降解高分子的应用领域，为工业上生产和加工应用这类高性能生物降解高分子合金提供重要的理论依据与技术指导。

流变方法分析了PBS等温结晶过程中的凝胶化行为。在PBS等温结晶凝胶化时，其粘弹行为会发生突变，凝胶化时间随温度升高而延长，凝胶化点其结晶度较低，凝胶体是松散的联接，胶体是软的。这对指导PBS的加工工艺具有重要的意义。利用溶液共混方法制备了PBS/TPEE的共混物，研究了相容性、熔融结晶行为、形貌及力学性能。表明二者直接熔融共混不相容，TPEE聚集成小的分散相分散于基体PBS的晶区内，且随含量的增多分散相区增大。TPEE的添加降低了基体的储能模量和拉伸模量，而断裂伸长率则在TPEE含量10%时最高。=熔融挤出制备了PLLA/不同软硬段长度的TPEE合金（PLLA/TPEE）、PLLA/改性TPEE合金（PLLA/m-TPEE）、在DCP存在下以马来酸酐为增容剂原位反应挤出的PLLA/TPEE合金(PLLA-g-MAH/TPEE)、TPEE接枝马来酸酐后与PLLA的合金（PLLA/TPEE-g-MAH），研究了它们的相容性、热性能、相形态、流变性、力学性能及挤出制备次数对性能的影响等。表明直接将PLLA与TPEE共混，二者不相容，挤出制备合金时不顺畅，而利用改性、或在DCP与MAH存在下原位反应挤出、或利用接枝MAH的TPEE与PLLA挤出制备合金时较为顺畅。这些合金不同程度地改善了PLLA的抗冲性能，但刚性会下降。这些合金均为海岛结构，但原位反应的合金中分散相与基体间存在丝状共价键的连接。这些研究研究阐明了TPEE的链结构、含量及加工条件等对共混物相态结构和性能的影响规律，制备出了高附加值、高性能生物降解高分子合金，拓宽了生物降解高分子的应用领域，为工业上生产和加工应用这类高性能生物降解高分子合金提供了重要的理论依据与技术指导。另外，也制备了PLLA/PBS合金，研究了其相容性、结晶熔融行为、相形态、流变性能及力学性能等。