《生物降解PBS基離聚物的分子結構設計與性能調控》是依託西南大學，由曾建兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：生物降解PBS基離聚物的分子結構設計與性能調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾建兵
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
離聚物的分子結構對離子聚集體結構與離聚物性能具有決定性作用，目前關於脂肪族聚酯離聚物分子結構設計、離子聚集體結構與離聚物性能調控的研究仍是空白。本項目以聚丁二酸丁二醇酯（PBS）基離聚物為研究對象，設計合成三種不同分子結構的PBS基離聚物，通過對離子基團分布與離聚物主鏈結構的調節，進行離子聚集體結構與離聚物性能的調控。具體而言擬合成PBSI無規離聚物、PBS-b-PBSI與PBS-b-PESI多嵌段共聚酯離聚物三種不同分子結構的離聚物；通過對PBS基離聚物的分子結構與離子聚集體結構關係的研究，與分子結構及其對應的離子聚集體結構對離聚物熔體性質、力學性能、熱性能、結晶性能、親疏水性與降解性能等影響的深入研究，揭示分子結構對離子聚集體結構與PBS基離聚物性能的影響規律，掌握脂肪族聚酯離聚物性能調控的關鍵技術，為該類材料的套用提供理論與技術支持。因此，本項目兼具科學意義與套用價值。
結題摘要
脂肪族聚酯的線形分子鏈結構導致其熔體粘度與強度低、耐撕裂性能差、成型加工尤其是吹膜性差，嚴重地限制了脂肪族聚酯的套用。將離子基團引入脂肪族聚酯分子中，利用離子間相互作用形成物理交聯，可大幅改善脂肪族聚酯的熔體性質、加工性能與力學性能等。而離聚物的性能依賴於離子基團種類及其在聚合物分子鏈上的分布，鑒於以前未見關於脂肪族聚酯離子基團結構與分布調控的相關研究報導。 本項目將磺酸根引入聚丁二酸丁二醇酯（PBS）中，合成不同離子基團含量的羥基封端PBSI預聚物，再將其與羥基封端PBS預聚物擴鏈合成了PBSI離聚物，通過對PBSI預聚物離子基團含量的控制，實現了對磺酸根基團在PBSI離聚物分子鏈上分布的調控。系統地研究了離子基團分布對PBSI離聚物的微觀形貌及其理化性能的影響，研究發現離子基團分布對離子聚集體的尺寸影響極大，分布越集中，形成的離子聚集體尺寸越大。而離子聚集體的形態又極大地影響了離聚物的結晶性能、流變性能、降解性能與力學性能等，即通過調控離子基團分布成功實現了對PBS綜合性能的調控。本項目還將仲銨陽離子引入PBS分子鏈中，成功合成了PBSUI陽離子聚合物，研究發現陽離子基團的引入對PBS的綜合性能影響極大，尤其在改善PBS結晶性能與流變性能方面效果極其顯著，陽離子基團形成離子聚集體既起成核劑作用，大幅提升了PBS結晶速率，同時又起到物理交聯作用，大幅改善了離聚物的熔體性質。此外，陽離子的引入還可在基本不影響拉伸性能的情況下，改善了PBS的降解性能。 綜上，本項目設計合成了一系列不同離子基團種類與分布的PBSI離聚物，通過對離子基團種類與分布的調控，實現了對PBS綜合性能的調控，通過研究離聚物分子結構對其離子聚集體形態與離聚物結晶性能、流變性能、降解性能與力學性能等的系統研究，揭示了PBS離聚物結構與性能關係的基本規律。研究成果不僅豐富了離子聚合物結構與性能調控的基本理論，而且對拓展PBS的實際套用具有指導意義。因此，本項目的研究成果不僅具有學術價值，而且具有套用價值。 項目研究成果已在Polymer，Carbohydrate Polymers與Composites Science & Technology等國際著名刊物上發表了SCI收錄學術論文12篇，並獲得了一項授權國家發明專利。培養了兩名博士研究生，兩名碩士研究生，圓滿完成了項目的研究目標與任務。
