【博士】蓖麻油树脂基聚合物、泡沫塑料及复合材料的研究

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内容简介

　　【博士】蓖麻油树脂基聚合物、泡沫塑料及复合材料的研究　　授予学位：博士　　学位授予单位：中山大学　　学位年度：2008　　 近年来随着环境和能源问题日益突出，以植物油为主要原料制备环境友好的泡沫塑料或其它高分子材料备受关注。蓖麻油是一种含天然羟基的非食用植物油，常用来制备涂料泡沫塑料或聚氨酯弹性体等，然而传统利用蓖麻油制备的泡沫塑料都属于聚氨酯泡沫塑料的范畴，在制备过程中需要羟基与异氰酸酯按等摩尔反应，因此异氰酸酯的用量较大，泡沫塑料中天然植物油的比例不高，不利于降低产品成本，也不利于所得泡沫塑料的生物降解。　　 针对上述问题，本论文利用蓖麻油为主要原料，在不改变其甘油三酯结构的基础上，通过适当的化学改性，将蓖麻油制备成易于发生自由基聚合反应的树脂，按照不饱和聚酯固化成型的方法，制备了环境友好的非聚氨酯型泡沫塑料及聚合物，在此基础上，利用天然植物纤维或无机矿物粒子作为增强材料制备了环境友好的高分子复合材料。　　 本工作首先研究了马来酸酐改性蓖麻油树脂(MACO)的制备，通过酸值测定，FrIR，1HNMR，GPC等多种分析手段对MAC0的分子结构进行了表征，分析了MAC0分子结构中接入可聚合双键的含量。在此基础上，利用MAC0与乙烯基单体共聚合制备了MACO泡沫塑料，探讨了影响泡沫塑料压缩性能的各种因素，包括稀释单体种类与含量、引发体系，密度、泡孔结构等。通过酶解、自然和模拟土埋实验证实了MACO系列泡沫塑料具有生物降解性能。通过添加植物纤维和无机矿物填料CaC03作为增强材料制备了复合泡沫塑料，在提高性能的同时进一步降低材料中石油基原料的含量，分析了不同纤维表面改性方法，纤维长度，纤维含量等对复合泡沫材料压缩性能的影响，研究了复合泡沫塑料的增强机理，微观结构和降解性能。此外，利用MAC0与苯乙烯混合后直接制备固体聚合物及无机粒子增强复合材料，重点研究了该聚合物的交联密度，玻璃化转变温度及力学性能和降解性能随稀释单体含量的变化规律；分析了CaC03／MACO复合材料的机械性能，增强机理，探索了CaC03／MACO复合材料替代石油基通用塑料在结构材料中应用的可能性。最后，从对蓖麻油本身进行改性的角度出发，利用马来酸半酯酐．丙烯酸羟乙酯半酯聚合物(HEAMA)改性蓖麻油制备了改性蓖麻油树脂(HEAMAC0)，在蓖麻油分子中引入更多的可反应双键，进一步改善所制备蓖麻油树脂基泡沫塑料的力学性能和降解性能，同样取得了良好的结果。　　

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