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聚酯彈性體之合成與性質研究
Thesis

聚酯彈性體之合成與性質研究

蔡瑞禧
Masters, National Tsing Hua University
1997

Abstract

熱塑性彈性體段式共聚醚酯段式共聚酯熱性質結晶性質互溶性 Thermoplastic elastomeBlock copolyetheresterBlock copolyesterThermal propertyCrystalline propertyMiscibility
四系列的段式共聚合體分別以兩種方法製備出,並分析比較其性質。N4系列段式共聚醚酯由DMN(2,6-奈二甲酸二甲酯),1,4-丁二醇及不同分子量的PTMEG(聚丁二醇;分子量為650,1000,及2000)以熔融聚縮合法製得。 N3系列段式共聚醚酯則由DMN,1,3-丙二醇及不同分子量的PTMEG以相同的熔融聚縮合法製得。 B5系列段式共聚酯則由一分子量為2000的聚酯二元醇(聚己二酸丁二酯) 與不同分子量的B5寡聚酯[含羥基端基的聚(4,4'-聯苯二甲酸戊二酯)]以MDI(4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯)及偶合劑經偶合而製得。N5系列段式共聚酯是由聚酯二元醇與不同分子量的N5寡聚酯[含羥基端基的聚(2,6-奈二甲酸戊二酯)]以MDI偶合而製得。所製得段式共聚合體以FT IR,1HNMR,DSC及X-光繞射分析其結構,並測其機械性質。N4及N3系列段式共聚醚酯並以TSC,DMA及TGA分析其結構與熱性質之關係。 組成及熱歷程對N4及N3系列段式共聚醚酯的相變化有所影響。對於緩慢冷卻試樣,N4及N3系列段式共聚醚酯的聚酯硬鏈節的熔點(TmH)及結晶度隨PTMEG對DMN的莫耳比,x,的增高而降低。由PTMEG 2000 (分子量為2000的PTMEG)而得的N4及N3系列段式共聚醚酯的聚醚軟鏈節在冷卻後可結晶。而聚醚軟鏈節的TgS接近於PTMEG的Tg,且不受組成的影響顯示聚醚鏈節的無定形部份應與聚酯鏈節的無定形部份不互溶。 由PTMEG 1000及PTMEG 650而得的N4及N3系列段式共聚醚酯的聚醚鏈節在冷卻後不結晶。其聚醚鏈節的TgS 明顯的高於PTMEG的Tg,且隨著x的增加而降低,表示聚醚鏈節的無定形部份與聚酯鏈節的無定形部份應為部份互溶。熱壓對N4及N3系列段式共聚醚酯的聚酯鏈節的結晶性質有很大的影響。在熱壓之後,聚酯鏈節的 TmH及結晶度提高且X-光繞射譜大幅改變了,顯示聚酯鏈節的結晶結構變為一個較緻密(dense)的結晶結構。 未偶合前的B5寡聚酯有很高的結晶度。 B5寡聚酯以MDI偶合之後,其結晶度大幅降低。因此,B5系列段式共聚酯的B5硬鏈節的結晶度相當低,或為無定形。B5系列段式共聚酯的聚酯軟鏈節的結晶度隨B5寡聚酯含量的增加而明顯降低。由分子量較低的B5寡聚酯而得的二系列 B5系列段式共聚酯的TgS隨B5寡聚酯含量的增加而提高,顯示聚酯軟鏈節的無定形部份與B5硬鏈節的無定形部份應為部份互溶。而由分子量較高的B5寡聚酯而得的二系列B5系列段式共聚酯的TgS接近於全為聚酯軟鏈節的TgA且不受組成的影響,顯示其聚酯軟鏈節的無定形部份與B5硬鏈節的無定形部份應為不互溶。 N5系列段式共聚酯的N5硬鏈節為無定形。N5系列段式共聚酯的聚酯軟鏈節的結晶度隨N5寡聚酯含量的增加而大幅降低。 N5系列段式共聚酯的TgS隨N5寡聚酯含量的增加而提高。因此,聚酯軟鏈節的無定形部份與N5硬鏈節應為部份互溶。 在此四系列段式共聚合體中,軟硬鏈節間的互溶性以N5系列段式共聚酯為最佳,其次為B5系列段式共聚酯,互溶性較差者為N4系列段式共聚醚酯及N3系列段式共聚醚酯。在N4及N3系列段式共聚醚酯中,聚醚鏈節長度的縮短提高了軟硬鏈節間的互溶性。使用脂族聚酯為軟鏈節的段式共聚酯因有較接近的結構特性而提高了軟硬鏈節間的互溶性,而降低硬鏈節剛硬性則可提高段式共聚酯中軟硬鏈節間的互溶性。

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