脂肪族聚酯是最廉价的可生物降解材料之一,但其强度和耐热性能较低, 不能满足实际使用需求。异氰酸酯扩链或将刚性的苯环引入脂肪族聚酯,一定程度上可以提高聚酯的强度和耐热性,但在材料降解过程中会释放有毒物质,不利于环境保护。松香无毒、无味,是一种天然可再生资源,其主要成分为各种含氢菲环结构的树脂酸,其庞大的刚性环状结构对提高脂肪族聚酯的力学性能和耐热性能十分有利,并且降解产物中的氢菲环对环境基本没有毒害。本研究从马来松香中分离、制备马来海松酸酰亚胺或双马来海松酸酰亚胺,并与脂肪族二元醇、二元酸共聚,合成含有氢菲环结构和酰亚胺结构单元的脂肪族聚酯,研究上述新型脂肪族聚酯结构、结晶形态和生物降解性能、力学性能及热性能的关系,探索提高可生物降解脂肪族聚脂性能的新途径。上述研究不仅能为脂肪族聚酯实际应用奠定坚实的理论基础,并且可以扩大我国松香资源利用的途径,是一项十分有意义的应用基础研究。
聚丁二酸丁二酯是一类重要的可生物降解高分子材料,被认为最有可能推广使用而从根本上解决"白色污染"问题。因此,如何提高其力学性能,改善其生物降解性能成了研究的热点。本研究采用天然松香衍生物- - 马来海松酸酐为起始物,合成了马来海松酸酰亚胺二元酸,然后将其引入PBS主链,解决了马来海松酸酐上羧基活性低的难题,成功得到了系列重均分子量在8万左右的PBS共聚物并进行了详细的结构表征。性能测试表明共聚物(PBSR)的熔点随着共聚单元含量的增加稍微有所降低,但热分解温度没有变化;PBSR的结晶速度明显低于PBS,它们的平衡熔点分别为125.5℃和139℃;相对于PBS,PBSR晶体在较低的结晶温度(75℃)以上就不再以环带球晶形式存在;共聚物在弯曲强度变化不大时,断裂伸长率、冲击强度和生物降解速度相对于PBS均有所提高。同时,研究了含双马来海松酸酐酰亚胺结构PBS的合成和性能。合成了含有偏苯三酸酐酰亚胺结构的PBS共聚物,其生物降解速度相对于PBS均聚物有很大程度的提高,优于BASF公司相关产品。此研究结果为我国绿色包装材料的发展和"白色污染"的治理奠定了基础,具有重要理论和应用价值。