耐紫外光老化CO2共聚物的合成與性能
關(guān)鍵詞：co2 co2共聚物 三元共聚反應(yīng) 耐紫外光老化性能 力學(xué)性能
摘要：CO2基塑料(PPC)是通過CO2與環(huán)氧丙烷共聚所得的生物降解高分子,由于PPC的耐紫外老化性能較差,隨紫外線的照射不僅PPC的相對(duì)分子質(zhì)量快速下降,且其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率等力學(xué)性能也迅速降低,而農(nóng)用地膜長期處于紫外線照射的環(huán)境中,因此亟待改善PPC的耐紫外老化性能。本文設(shè)計(jì)合成了含紫外吸收基團(tuán)的單體2-羥基-4(2,3-環(huán)氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),與CO 2和環(huán)氧丙烷進(jìn)行三元共聚制備了耐紫外光老化的CO2共聚物(PPCH)。在保證PPCH相對(duì)分子質(zhì)量不低于5.0×10^4的前提下,PPCH中HEB單元的摩爾分?jǐn)?shù)最高可達(dá)0.32%,相應(yīng)地其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和起始熱分解溫度(Td-5%)分別為26.7和216.9℃,拉伸強(qiáng)度達(dá)到30.97MPa。普通PPC經(jīng)過240h的紫外輻照后,其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量下降了67.8%,相應(yīng)地其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別下降了10.1%和40.1%。即使PPCH中的HEB摩爾分?jǐn)?shù)僅為0.06%,經(jīng)過240 h輻照后其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量僅下降了6.2%,相應(yīng)地其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率也僅分別下降了1.7%和13.3%,證明PPCH具有較強(qiáng)的耐紫外老化性能,原因在于其主鏈含有HEB單元,對(duì)紫外光具有較好的吸收性能。PPCH的紫外吸收性能隨HEB單元在聚合物中含量的增加而增強(qiáng),因此隨著共聚物中引入的HEB單元含量增加,PPCH的相對(duì)分子質(zhì)量和力學(xué)性能的保持率均得到了大幅度提高。另一方面,對(duì)PPCH共聚物與相同二羥基二苯甲酮(BP)含量的PPC/BP共混物進(jìn)行120h的50℃熱水萃取實(shí)驗(yàn),PPCH顯示出穩(wěn)定的紫外光吸收性能,而PPC/BP共混物的紫外吸收性能隨熱水萃取時(shí)間的增長而快速下降,表明三元共聚反應(yīng)能夠有效解決普通共混物面臨的小分子紫外吸收劑的外遷移問題。
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