【摘 要】
:
全球对材料可持续性的认识增加了对生物基聚合物(如聚乳酸)的需求,由于其对环境的影响较小,它们被视为石油基聚合物的理想替代品。聚乳酸(PLA)因其原料可再生、生物可降解以及生物相容性好等优点而成为一种倍受青睐的绿色环保高分子材料。然而在实际应用中,PLA存在加工温度偏高而导致的水解降解、氧化降解等问题。开发可低温加工PLA有利于促进和拓展PLA的应用。本论文以开发低成本可低温加工PLA为研究目标,探
论文部分内容阅读
全球对材料可持续性的认识增加了对生物基聚合物(如聚乳酸)的需求,由于其对环境的影响较小,它们被视为石油基聚合物的理想替代品。聚乳酸(PLA)因其原料可再生、生物可降解以及生物相容性好等优点而成为一种倍受青睐的绿色环保高分子材料。然而在实际应用中,PLA存在加工温度偏高而导致的水解降解、氧化降解等问题。开发可低温加工PLA有利于促进和拓展PLA的应用。本论文以开发低成本可低温加工PLA为研究目标,探索以乙二醇为分子量控制剂的丙交酯合成新工艺以及基于异丙醇重结晶的丙交酯纯化新工艺,提高丙交酯产率和收率;进一步地,将内消旋丙交酯(meso-LA)与外消旋丙交酯(D,L-LA)共聚,探索共聚工艺,考察所得共聚物的热加工性质和力学性能。主要研究内容及结论如下:(1)将乙二醇(EG,分子量控制剂)加入D,L-乳酸原料中,采用两步法合成丙交酯,考察了EG用量对乳酸低聚物分子量以及丙交酯粗产率的影响。核磁共振氢谱(~1H NMR)测试结果表明,EG可以调控乳酸低聚物的分子量,且分子量随EG用量增加呈现先增大后减小的趋势。EG能显著降低反应底物碳化程度和底物残余量,提高丙交酯产率。当D,L-乳酸与EG的摩尔比为40:1时,丙交酯的粗产率达到最大(95.01%),底物残余率最少(4.0%)。(2)建立了减压蒸馏法和异丙醇重结晶法纯化丙交酯的纯化工艺。~1H NMR结果表明,两种纯化工艺都可保留D,L-LA形成过程中的伴生丙交酯meso-LA。减压蒸馏法的丙交酯收率为76.2%,但产物中有残存乳酸;异丙醇重结晶法的丙交酯收率为68.6%,能完全除去乳酸。这两种纯化工艺的丙交酯收率都明显高于乙酸乙酯重结晶法的丙交酯收率(37%),后者不能回收meso-LA。(3)探索了低温-高温两段加热熔融聚合工艺对D,L-LA与meso-LA共聚性能的影响,建立了优化的聚合工艺:先70°C聚合7小时,再140°C聚合14小时。在该优化工艺条件下,考察了原料丙交酯中meso-LA含量对共聚物meso-co-D,L-PLA结构的影响。~1H NMR检测结果表明,meso-co-D,L-PLA是两嵌段聚合物,一个嵌段为meso-PLA链段,另一个嵌段的结构与原料丙交酯中meso-LA的含量有关:当meso-LA含量为3%~42%时,为PDLLA链段;当meso-LA含量为52%~74%时,为meso-LA与D,L-LA形成的随机共聚链段。(4)熔体流动指数(MFR)检测结果表明,meso-co-D,L-PLA的MFR明显大于PDLLA。meso-co-D,L-PLA在100°C~105°C下具有良好的挤出和注塑加工性能,加工温度比PDLLA低近50°C,而拉伸力学性能与PDLLA相当。总之,本论文工作实现了丙交酯产率和收率的提高,成功制备出了具有低温可加工性和良好力学性能的meso-co-D,L-PLA,对促进和拓展PLA应用有重要的意义。
其他文献
上世纪八十年代,科学界首次报道了有机场效应晶体管(OFETs),OFETs具备有机半导体材料种类多、来源广和合成成本低等优点,但是OFETs的薄膜迁移率远远低于无机场效应晶体管。有机半导体材料是影响OFETs性能的主要因素,本文设计合成两种含芳环结构的小分子体系,并作为半导体层用来制备OFETs,本论文的研究内容如下:(1)为了解决有机半导体材料种类少的问题,探究不同的自组装分子种类和不同的退火温
随着我国经济建设的高速发展以及“一带一路”战略的稳步推进,铁路交通基础设施建设规模空前。隧道工程由于其在优化线性、节约土地、保护环境等方面具有重大的优势,成为铁路工程的重要组成部分。我国西南等地区地下水中富含以硫酸根为主的多种腐蚀性离子,对隧道衬砌这种地下混凝土结构造成腐蚀劣化,严重影响铁路安全、高效运营。因此迫切需要开展硫酸盐腐蚀环境下铁路工程隧道衬砌混凝土耐久性提升技术研究。本文针对硫酸盐腐蚀
中药虎杖为蓼科植物虎杖的干燥根及根茎,具有抗肿瘤、抗菌、抗炎和抗病毒等多种药理活性,因此在临床上得以广泛应用。目前,大量研究表明虎杖提取物(PCE)具有显著的抗炎作用,但是关于从中药多组分复杂体系中筛选潜在抗炎活性成分的方法却鲜有报道。另外,白藜芦醇(RES)作为PCE中主要抗炎活性成分,因水溶性低(0.03 mg/m L)、化学稳定性差以及体内半衰期短,导致口服生物利用度低,临床应用受限。通过剂
随着我国交通事业的快速发展,公路隧道工程的数量和里程数都在节节攀升,隧道建设技术也发展到了新的高度,但与此同时隧道建设和运营期间遇到复杂地质条件时,其稳定性与安全性也在遭受着很大的挑战。富水岩溶地区隧道衬砌背后高水压力是引起隧道病害的重要原因之一,尤其是在隧道运营过程中,随着岩溶地质的发育,加上排水不畅时形成强大的高水压力,极易导致隧道衬砌的破坏,严重时会危及到隧道的安全运行。鉴于此,本论文以重庆
在自古以来的园林景观设计中,光与影的应用屡见不鲜,它的参与使园林景观更显生机与活力,使景观层次更加动态多变。但是长久以来,光影在园林空间中的表现特点及作用并未得到系统、有效的研究。反观在众多现代园林景观建设中,只重视了实体要素的设计,而忽略了声、光等自然要素在景观设计中的作用,导致大量的匀质空间的出现,缺少了光影的调和使空间变得呆板无趣。直到近年,随着人们审美需求的提高,光影在园林中的运用才逐渐得
当下正值TOD(公共交通为导向)、POD(步行系统)、紧缩城市(Compact City)、高密度建筑学(High-Density Architecture,)、安全城市(Safe City)、高效空间整合(Efficient Space Integration)等背景下,地铁换乘站已逐步成为城市节点、开放网络结构的要素。尤其是城市中心区地铁换乘站,其站点内部人群高度聚集,具有客流量波动性和客流行
城市水体黑臭导致原有生态环境功能退化,而城市中黑臭水体问题往往高发于城市中心地带,用地成本高,因此寻找一种高效的原位处理方式就显得尤为重要。尽管生态浮床作为一种投资费用低、运维管理方便的原位水体治理技术,在近40年来得到了广泛的研究,但生态浮床的普及受限于其处理效果。本文以轻度黑臭水体为研究对象,采用外加填料的方式建立了增强型生态浮床装置,对填料进行筛选,并对增强型生态浮床修复黑臭水体的最优工况进
近年来,我国农村生活污水排放量正不断增加,而大量未经处理的污水被直接排放,对生态环境造成巨大的危害。因此,研发因地制宜、低耗高效、管理简便、能将污水合理回用的农村生活污水处理工艺势在必行。针对农村生活污水特点,从节能降耗的角度考虑,提出多级AO-人工湿地组合工艺。多级AO在传统工艺基础上进行了改进,利用重庆地区的地形高差大的特点,采用跌水复氧的方式,并投加悬浮球填料构建稳定的生物膜系统。在发挥其对
热电联产系统消耗一种能源同时生产电能和热能两种品类能源,具有较高能源利用率。家用微型热电联产系统(micro-combined heat and power,m-CHP)安装于用户附近,降低了输配过程中能量损失,进一步提高了能源利用率,被视为降低住宅能耗和二氧化碳排放量的一种能源供给系统。为了分析该系统应用于中国城市住宅的可行性,本文以哈尔滨住宅采暖为例,仿真分析了家用微型热电联产系统的经济、能耗
随着科技的发展进步,人类可以在月球上进行生物培养,但在月球表面恶劣的环境条件下使生物存活具有相当大的难度,其中恶劣的温度条件是主要的限制因素之一。嫦娥四号着陆器上搭载的月面微型生态圈生物科普试验载荷(以下简称“科普载荷”),作为人类首次在月面的生物生长培育试验,其内部温度的控制是通过热电制冷技术实现的。本文对科普载荷的热控模块进行了设计,并通过模拟和热平衡试验来分析是否能够在月面温度极端恶劣的条件