[00121166]基于酯环二醇的高阻隔高透明聚酯薄膜合成与性能研究

生物基高分子材料具有节约石油资源和保护环境的双重功效,是当前高分子材料的一个重要发展方向。2,5-呋喃二甲酸（FDCA）作为重要的生物基平台化合物,完全可替代对苯二甲酸用于生物基芳香聚酯的合成。目前基于FDCA的生物基芳香聚酯拥有比石油基聚酯更高的耐热性、模量、强度和阻隔性能,但存在韧性差的问题,若用于奶瓶,厨电产品等需要进一步提高耐热性。脂环二醇是分子结构中含有非平面环的脂肪族环状二元醇,其特殊的立体构型可赋予材料优异的韧性。因此,本项目通过共聚在PEF分子结构上引入分子构象转变能力不同的脂环二醇,解决PEF韧性差的问题,同时刚性脂环二元醇提高玻璃化转变温度,最终得到综合性能优异的耐热生物基芳香共聚酯,为聚酯材料的增韧耐热研究奠定新思路和新方法,同时为PEF在包装材料、纤维、工程塑料等领域的应用奠定基础。PEF具有高的Tg、强度和模量,但断裂伸长率低,冲击性能差。因此,采用1,4-环己烷二甲醇（CHDM）的非平面制环结构进行共聚改性,成功制备了聚2,5-呋喃二甲酸环己烷二甲醇乙二醇酯（PECFs）。PECFs共聚酯同时具有优异的热学、力学和气体阻隔性能,可用于饮料瓶和纤维等制品的开发。在CHDM含量对PECFs性能影响的基础上,进一步加入CBDO提高PECFs共聚酯性能的耐热性。PEF结构中引入CBDO,提高Tg,CHDM提供韧性,EG提高分子量,实现高Tg,高韧性兼顾的呋喃基聚酯。共聚酯中CBDO含量0-53%,相对数据分子质量17000-36000 g/mol。随着CBDO含量的增加：Tg 从80.3oC提高到106 oC;共聚酯：完全非晶。共聚酯样条起始热分解温度（℃）大于379 oC。随着CBDO含量45%时,共聚酯拉伸模量2140MPa,拉伸强度88MPa,断裂伸长率67%。比PC更好的耐溶剂性;截止700nm波长,可将光透过率：90.9%。综合考虑,CBDO含量45%,同时具有优异的力学性能、耐溶剂性和光学性能。