引发剂对HDDA接枝PBS结构和性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.010

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (12): 56-63.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.010

引发剂对HDDA接枝PBS结构和性能的影响

柯俊沐(), 林渊智, 苏羽航, 余立, 黄益飞, 吴炳林, 杨文卿()

福建技术师范学院，福建福清 350300

收稿日期:2024-12-30 出版日期:2025-12-26 发布日期:2025-12-22
通讯作者: 杨文卿，男，副教授/国家注册环保工程师，主要从事固体废物资源化及环境修复方面的研究， yangwq@fpnu.edu.cn
E-mail:602534600@qq.com;yangwq@fpnu.edu.cn
作者简介:柯俊沐，男，全国专利代理师/工程师，研究方向为功能材料，602534600@qq.com
基金资助:
福建省科技计划“探究PBS膜熔体增强机制及其对膜周期影响”(2023J011123);福建省教育厅中青年项目(JAT220254);2024年大学生创新训练计划项目(DC24052)

Effect of initiator on the structure and properties of PBS⁃g⁃HDDA

KE Junmu(), LIN Yuanzhi, SU Yuhang, YU Li, HUANG Yifei, WU Binglin, YANG Wenqing()

Fujian Polytechnic Normal University，Fuqing 350300，China

Received:2024-12-30 Online:2025-12-26 Published:2025-12-22
Contact: YANG Wenqing E-mail:602534600@qq.com;yangwq@fpnu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为基体，通过反应挤出的方法，在过氧化苯甲酰（BPO）引发下，将1，6⁃己二酯二丙烯酸酯（HDDA）接枝在PBS的主链上，采用红外光谱分析仪、核磁共振氢谱仪、转矩流变仪、凝胶渗透色谱法、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、冲击试验机、拉力试验机等表征手段对样品进行测试与分析。结果表明，HDDA成功接枝到PBS主链上，无凝胶化，即长支链PBS分子链间形成三维物理缠结；当PBS∶HDDA∶BPO=100∶3∶0.3时，数据在TQ analyst软件中建立模型，测其接枝率0.83 %；长支链的引入，降低了PBS的结晶度，分子链间的物理缠结点可作为“成核点”，促进结晶；当HDDA为3份时，扭矩由1.73 N·m提高至8.17 N·m，数均分子量M_n为44 825 g/moL，重均分子量M_w为184 921 g/moL，改善了PBS的力学性能，提高了熔体强度。

关键词: 1，6?己二酯二丙烯酸酯, 聚丁二酸丁二醇酯, 过氧化苯甲酰, 反应挤出, 熔体强度

Abstract:

Hexanediol diacrylate （HDDA） was grafted onto poly（butylene succinate）（PBS） using dibenzoyl peroxide （BPO） as an initiator via reactive melt grafting. The successful grafting of HDDA without gelation was confirmed by Fourier⁃transform infrared spectroscopy， ¹H⁃NMR， and gel content analysis. A quantitative model established in TQ Analyst software （correlation coefficient=0.989 6） determined a grafting rate of 0.83 % under optimal conditions （100 ppm PBS， 3 phr HDDA， 0.3 phr BPO）. The introduction of long⁃branched chains reduced the crystallinity of PBS， as characterized by differential scanning calorimetry and wide⁃angle X⁃ray diffraction， while also providing physical entanglement points that promoted nucleation. The grafting process significantly increased the melt strength， evidenced by a rise in torque from 1.73 N·m to 8.17 N·m. Gel permeation chromatography revealed an increase in molecular weight， resulting in a number⁃average molecular weight of 44 825 g/mol and a weight⁃average molecular weight of 184，921 g/mol. Consequently， the modified PBS exhibited improved mechanical properties， demonstrating that grafting with optimal concentrations of HDDA and BPO is an effective strategy for enhancing the performance of PBS.

Key words: hexanediol diacrylate, poly（butylene succinate）, dibenzoyl peroxide, reaction extrusion, melt strength

中图分类号:

TQ323.4

柯俊沐, 林渊智, 苏羽航, 余立, 黄益飞, 吴炳林, 杨文卿. 引发剂对HDDA接枝PBS结构和性能的影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(12): 56-63.

KE Junmu, LIN Yuanzhi, SU Yuhang, YU Li, HUANG Yifei, WU Binglin, YANG Wenqing. Effect of initiator on the structure and properties of PBS⁃g⁃HDDA[J]. China Plastics, 2025, 39(12): 56-63.

图/表 15

样品编号	PBS/份	HDDA/份	BPO/份
1	100	0	0
2	100	0	0.3
3	100	2	0.3
4	100	3	0.3
5	100	4	0.3

表1 实验配比

Tab.1 Compositions for a preparation of PBS⁃g⁃HDDA

图1 纯PBS及接枝物的分子量分布曲线

Fig.1 Molecular weight distribution curves of PBS and PBS⁃g⁃HDDA with different contents of HDDA

样品	M_n/g • mol^-1	M_w/g • mol^-1	M_z/g • mol^-1	PDI
1	34 626	98 682	168 893	2.850
2	33 237	137 309	337 446	4.131
3	45 376	196 134	789 229	4.322
4	44 825	184 921	724 509	4.125
5	34 618	185 218	714 142	5.350

表2 PBS及接枝产物的GPC参数

Tab.2 Molecular weight of PBS and PBS⁃g⁃HDDA with different contents of HDDA

图2 样品的红外光谱

Fig.2 FTIR of PBS， PBS⁃g⁃HDDA， and HDDA

图3 样品的标准曲线

Fig.3 Standard curves of the samples

图4 样品的核磁氢谱

Fig.4 1H⁃NMR spectra of the samples

图5 PBS接枝反应机理

Fig.5 Proposed grafting mechanism of HDDA onto PBS

图6 所有样品的转矩曲线

Fig.6 Torque curves of the samples

图7 样品的凝胶测试照片

Fig.7 Gel test chart of the samples

图8 样品的DSC曲线

Fig.8 DSC thermograms of the samples

样品	T_c/℃	T_m⁃i/℃	T_m⁃ii/℃	ΔH_m/J·g^-1	ΔH_c/J·g^-1	X_c/%
1	71.1	-	113.5	-61.42	77.14	55.68
2	77.9	-	113.1	-58.58	64.91	53.11
3	86.5	105.9	113.5	-56.03	48.59	50.80
4	87.1	106.2	113.1	-56.69	46.57	51.40
5	87.1	106.9	113.2	-56.21	47.61	50.96

表3 样品的DSC数据

Tab.3 Melting and crystallization behavior of PBS and PBS⁃g⁃HDDA

图9 样品的XRD曲线

Fig.9 XRD diagram of the samples

图10 样品的熔体流动速率分析图

Fig.10 The melt flow index of PBS and PBS⁃g⁃HDDA

图11 样品的力学性能

Fig.11 Mechanical properties of the samples

图12 所有样品的应力⁃应变曲线

Fig.12 Stress⁃strain curves of the samples

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Effect of initiator on the structure and properties of PBS⁃g⁃HDDA

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