聚(trimethylene succinate-co-terephthalate) 共聚酯的可持续设计:熔融记忆效应、加速结晶及优异的机械性能

《ACS Applied Polymer Materials》:Sustainable Design of Poly(trimethylene succinate-co-terephthalate) Copolyesters: Melt Memory Effects, Accelerated Crystallization, and Enhanced Mechanical Properties

【字体: 时间:2025年10月21日 来源:ACS Applied Polymer Materials 4.7

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  可持续聚合物替代材料研究。以1,3-丙二醇替代1,4-丁二醇合成PTST共聚酯,系统研究结晶动力学、自 nucleation行为及力学性能。发现熔融记忆效应和链灵活性主导结晶特性,后处理在147-158℃区间可优化材料性能。

  
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化石资源的枯竭和日益严重的微塑料污染使得可持续的聚合物替代品变得十分必要。本研究开发了基于生物材料的可降解聚酯,其中使用1,3-丙二醇(PDO)作为工业化生产的1,4-丁二醇(BDO)基聚酯的环保替代品。合成了一系列不同琥珀酸含量的聚(三亚甲基琥珀酸-对苯二甲酸)(PTST)共聚酯,以研究它们的非等温结晶动力学、自结晶行为和机械性能。通过Jeziorny、Ozawa和Mo模型分析结晶动力学,发现结晶速率、生长形态和活化能均依赖于组成。差示扫描量热法表明PTST具有熔融记忆效应,其自结晶温度区间(147–158 °C)比PBAT(141–162 °C)更窄,这表明链的柔韧性是这一现象的决定因素。在此温度区间内进行后处理可以促进再结晶,从而改善机械性能,而无需进行昂贵且耗时的退火处理。旋转流变学实验进一步证实,在自结晶温度区间内熔融冷却过程中结晶速率会加快。这项工作为优化PTST的性能提供了具有成本效益的策略,同时推动了可持续材料设计的发展。

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