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摘要
CO2基塑料(PPC)是通过CO2与环氧丙烷共聚所得的生物降解高分子,由于PPC的耐紫外老化性能较差,随紫外线的照射不仅PPC的相对分子质量快速下降,且其拉伸强度和断裂伸长率等力学性能也迅速降低,而农用地膜长期处于紫外线照射的环境中,因此亟待改善PPC的耐紫外老化性能。本文设计合成了含紫外吸收基团的单体2-羟基-4(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),与CO2和环氧丙烷进行三元共聚制备了耐紫外光老化的CO2共聚物(PPCH)。在保证PPCH相对分子质量不低于5. 0×104的前提下,PPCH中HEB单元的摩尔分数最高可达0. 32%,相应地其玻璃化转变温度(Tg)和起始热分解温度(Td-5%)分别为26. 7和216. 9℃,拉伸强度达到30. 97 MPa。普通PPC经过240 h的紫外辐照后,其数均相对分子质量下降了67. 8%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率分别下降了10. 1%和40. 1%。即使PPCH中的HEB摩尔分数仅为0. 06%,经过240 h辐照后其数均相对分子质量仅下降了6. 2%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率也仅分别下降了1. 7%和13. 3%,证明PPCH具有较强的耐紫外老化性能,原因在于其主链含有HEB单元,对紫外光具有较好的吸收性能。PPCH的紫外吸收性能随HEB单元在聚合物中含量的增加而增强,因此随着共聚物中引入的HEB单元含量增加,PPCH的相对分子质量和力学性能的保持率均得到了大幅度提高。另一方面,对PPCH共聚物与相同二羟基二苯甲酮(BP)含量的PPC/BP共混物进行120 h的50℃热水萃取实验,PPCH显示出稳定的紫外光吸收性能,而PPC/BP共混物的紫外吸收性能随热水萃取时间的增长而快速下降,表明三元共聚反应能够有效解决普通共混物面临的小分子紫外吸收剂的外迁移问题。
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