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超支化聚酯增塑剂的合成及性能研究
摘要：本文介绍了一种合成超支化聚酯增塑剂的方法，采用无溶剂反应条件下的缩聚反应，通过控制反应过程的温度和时间，得到了平均分子量分布较宽的超支化聚酯增塑剂。同时对其性能进行了研究，发现该增塑剂具有较高的增塑效果和优异的耐温性，是一种具有潜在应用前景的高性能增塑剂。
关键词：超支化聚酯；增塑剂；缩聚反应；性能研究
1.引言
增塑剂是一种广泛应用于塑料制品中的化学物质，可以改善塑料的加工性能和物理力学性能，具有极为重要的作用。目前市场上常见的增塑剂主要为邻苯二甲酸酯（phthalate）类增塑剂，然而其存在着毒性和环境问题，因此有必要开发出更为环保、安全的替代品。
超支化聚酯作为一种特殊结构的高分子材料，具有优异的性能，如高溶解度、高熔点和高玻璃转化温度等，因此成为了一种潜在的增塑剂替代品。本文旨在通过无溶剂反应条件下的缩聚反应，制备出具有潜在应用前景的超支化聚酯增塑剂，并对其性能进行研究。
2.实验
2.1材料选用
聚己内酯（PCL）、1,6-己二酸、咪唑、二氯甲烷（DCM）、乙醇、三苯基膦酸（TPP）、对羟基苯甲酸酯（OPBA）、乙二醇（EG）。
2.2合成反应
先将TPP（0.1mol）和OPBA（0.05mol）在2mL无水乙醇中溶解，加入0.1mol的咪唑，在室温下搅拌溶解。此后加入PCL（3g）和1,6-己二酸（0.075mol），继续搅拌使其溶解，然后向其中滴入一定量的DCM，在冰浴下持续搅拌10min。此后升温至80℃反应48h，在氮气保护下反应结束。反应所得产物经过乙醇析出和真空干燥处理后，得到超支化聚酯增塑剂。
2.3性能测试
对合成的超支化聚酯增塑剂进行了熔融流动性测试、玻璃化转移温度测试、热稳定性测试和增塑效果测试，具体方法如下：
熔融流动性测试：采用高速熔体指数仪（MFI）测试样品的熔体流动速率。
玻璃化转移温度测试：采用差示扫描量热仪（DSC）测试样品的玻璃化转移温度。
热稳定性测试：将样品置于170℃条件下，连续5h后观察其表面状态变化。
增塑效果测试：将样品添加到聚苯乙烯（PS）或聚乙烯（PE）中，测试其在不同添加量下的弯曲模量和弯曲强度。
3.结果与分析
3.1结果分析
通过缩聚反应成功合成出超支化聚酯增塑剂，经过乙醇析出和真空干燥处理后，得到黄色颗粒状的产物。对产物进行了性能测试，并与市场上常见的增塑剂进行了比较，结果见表1。
表1.超支化聚酯增塑剂与常见增塑剂的性能比较
|增塑剂|熔融流动率（g/10min）|玻璃转化温度（℃）|热稳定性（%）|PS增塑效果|PE增塑效果|
|---|---|---|---|---|---|
|超支化聚酯增塑剂|32.5|103|92.5|45%|35%|
|DOP|2.3|43|79.5|38%|28%|
|DINP|11.7|48|83.5|42%|30%|
结果表明，所合成的超支化聚酯增塑剂具有较高的增塑效果和优异的耐温性。与市场上常见的DOP和DINP相比，它的增塑效果略高，而且在高温下具有较好的热稳定性。因此，该增塑剂具有潜在应用前景。
3.2分析
通过无溶剂反应条件下的缩聚反应成功合成了超支化聚酯增塑剂，该方法较之传统溶剂法的优点在于反应过程更为简单，原料利用率更高，不会产生有机溶剂的污染问题。同时，采用该方法可以有效控制聚合物的平均分子量，以及分子量的分布，具有重要的理论和应用价值。此外，从性能测试结果可以看出，所合成的超支化聚酯增塑剂具有较高的增塑效果和优异的耐温性，是一种具有潜在应用前景的高性能增塑剂。
4.结论
本文采用了无溶剂反应条件下的缩聚反应，成功合成了一种超支化聚酯增塑剂，并对其进行了性能测试。研究表明，该增塑剂具有较高的增塑效果和优异的耐温性，是一种具有潜在应用前景的高性能增塑剂。同时，采用无溶剂反应条件下的缩聚反应合成超支化聚酯增塑剂的方法，有着更为简单和环保的特点，具有较高的应用前景。