纤维素是一种资源丰富的天然可再生高分子材料,是理想的环境友好材料,但纤维素本身难溶难熔,使其应用受到了限制。通过接枝共聚的手段对纤维素及其衍生物进行化学改性是备受关注的课题,接枝共聚可以赋予纤维素及其衍生物许多优良的性能,对扩展其应用领域具有重要意义。 本课题对二醋酸纤维素接枝丙交酯共聚物的合成及表征进行了系统的研究,改善了二醋酸纤维素的熔融加工性能,有效地扩展其应用领域,并为醋酸纤维素的改性研究提供一定的实验依据。 以二醋酸纤维素为接枝骨架,辛酸亚锡为催化剂,通过L-丙交酯的开环接枝聚合反应,在无溶剂条件下合成了二醋酸纤维素和丙交酯接枝共聚物(CDA-g-PLA)。系统研究了原料质量比、催化剂用量、反应时间、反应温度对单体转化率(C％)、接枝率(G％)的影响。通过FTIR、1H-NMR和13C-NMR对CDA-g-PLA接枝共聚物的测试表征,证实丙交酯在反应中发生了开环,通过酯键接枝到二醋酸纤维素的主链上。 DSC测试结果表明,在CDA-g-PLA接枝共聚物中,当接枝率低于129％时,形成的接枝共聚物没有熔融峰出现；随着接枝率的增加,在接枝率高于196％时,形成的接枝共聚物出现熔融峰,并且随着接枝率的增加,所得接枝共聚物的熔融焓增加,结晶度增大。对消除了热历史的产物进行表征,发现产物的玻璃化温度随着接枝率的增大而降低,在接枝率达到255％时,玻璃化温度达到最小值,此后随着接枝率的增加玻璃化温度变化并不明显。WAXD测试结果表明,在CDA-g-PLA共聚物中,当接枝率低于129％时,所形成的接枝共聚物基本为非晶态,当接枝率高于196％时,随着接枝率的增大,接枝共聚物的结晶度增大。热失重测试表明,随着接枝率的增大,接枝共聚物的初始分解温度、50％失重温度和最大失重温度均随着接枝率的增大而降低,接枝共聚物的耐热性较二醋酸纤维素有所降低。 利用毛细管流变仪、熔体流动速率仪对CDA-g-PLA接枝共聚物的流变性能进行研究,结果表明CDA-g-PLA接枝共聚物熔体属于剪切变稀的假塑性流体,随着接枝率的增加,非牛顿指数增大,熔体的粘流活化能降低,熔体流动速率增大。 将CDA-g-PLA接枝共聚物置于不同降解介质中进行水解降解,通过材料的质量变化及扫描电镜的表面形态观察,考察其降解行为,结果表明CDA-g-PLA接枝共聚物的降解性能优于CDA的降解性能,接枝率越高,降解性能越好,接枝共聚物在碱性降解液中降解最快,酸性次之,PBS降解液中降解最慢