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生物可降解聚乳酸薄膜改性材料的研究

作　者: 舒友
导　师: 邹俊
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料学
关键词: 聚乳酸柔韧性耐迁移性吹塑薄膜生物降解
分类号: TQ320.721
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文采用A、ESO和ATBC为增塑剂,PBAT、PBS及PPC为增韧剂,Talc、CaCO₃和MMT为填料与PLA在混炼器中进行熔融共混,然后通过平板硫化机热压成片材试样,通过电子拉力机、电子冲击试验机、TGA/DSC热分析仪、扫描电子显微镜、哈普转矩流变仪、X射线衍射仪、热台偏光显微镜、等对片材试样的拉伸性能、冲击性能、热性能、断面形貌及结晶形貌进行了检测,研究了增韧剂、增塑剂及无机填料对PLA应力应变行为、热性能、结晶性能、微观结构的影响及性能参数与增塑剂、增韧剂以及无机填料种类或用量的关系,优化了改性PLA薄膜材料的工艺配方。其次,采用单螺杆挤出机挤出吹塑制备了改性PLA薄膜,通过测定薄膜的力学性能（纵横向拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量、撕裂强度）,优化出满足实际应用要求的改性PLA薄膜工艺技术。研究结果表明:（1）A、ESO和ATBC对PLA有不同程度的增塑效果,相对ESO、ATBC而言,A除了能够大大提高PLA的断裂伸长率外,还具有很好的耐迁移性和热稳定性;A降低了PLA玻璃化转变温度、冷结晶温度、熔点,提高了材料的结晶度,并且使材料的晶型更加稳定。（2） PBAT、PBS和PPC对PLA均有不同程度的增韧效果,增韧后的PLA断裂伸长率和缺口冲击强度得到了不同程度的提高,其中PBAT对PLA的增韧效果最好;PBAT,PBS和PPC与PLA的相容性均不佳,相对而言,PBAT与PLA的相容性相对较好,而PPC与PLA的相容性最差。（3） CaCO₃、MMT和Talc的加入均使PLA的断裂伸长率降低;Talc较MMT和CaCO₃在PLA基体中分布更为均匀,且提高了PLA材料的拉伸强度、熔点和结晶度,并大大降低了PLA材料冷结晶温度;PLA/Talc共混体系相对其它两种填料填充的PLA共混体系有更高的熔体粘度。（4）与PBS和PPC相比,PBAT明显降低了PLA薄膜的拉伸模量,提高了薄膜的撕裂强度;PBS仍能使PLA薄膜保持较高的强度;Talc会使PLA薄膜的抗拉强度,抗撕裂性及柔性变差,其含量不高时能够提高PLA薄膜的断裂伸长率。Talc降低了PLA薄膜中增塑剂的迁移率,提高了薄膜的失重温度。（5）增塑剂ESO及ATBC的加入均使PLA薄膜的热稳定性变差,而A增塑的PLA薄膜的热稳定性好;三种增塑剂中A增塑剂的耐迁移性最好;Talc的加入能提高PLA薄膜中增塑剂的稳定性和耐久性,同时还能提高PLA薄膜的热稳定性。（6）改性PLA薄膜作为生物降解薄膜可以部分替代普通聚烯烃薄膜,在日用包装领域推广应用。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-23
  1.1 研究背景及选题意义  13
  1.2 完全可生物降解材料的分类  13-14
    1.2.1 微生物合成高分子型  13
    1.2.2 化学合成高分子型  13-14
    1.2.3 天然高分子型  14
  1.3 聚乳酸薄膜材料改性研究进展  14-20
  1.4 聚乳酸薄膜在包装领域的应用现状  20-22
  1.5 本论文的研究意义及内容  22-23
第2章实验部分  23-28
  2.1 实验原料  23
  2.2 实验仪器设备  23-24
  2.3 试样的制备  24-25
    2.3.1 PLA 共混物的制备  24
    2.3.2 改性PLA 薄膜粒料的制备  24-25
    2.3.3 改性PLA 薄膜的制备  25
  2.4 性能测试  25-28
    2.4.1 力学性能测试  25-26
    2.4.2 旋转扭矩测试  26
    2.4.3 增塑剂迁移率测试  26
    2.4.4 结晶形态观察  26
    2.4.5 X 射线衍射  26
    2.4.6 DSC 测试  26-27
    2.4.7 扫描电镜观察  27
    2.4.8 TG 分析  27-28
第3章聚乳酸增塑体系结构与性能的研究  28-35
  3.1 增塑剂迁移率结果分析  28-29
  3.2 PLA 增塑体系力学性能结果分析  29-30
  3.3 增塑剂A 含量对PLA 结构与性能的影响  30-34
    3.3.1 力学性能的影响  30-31
    3.3.2 结晶形态分析  31-32
    3.3.3 XRD 分析  32
    3.3.4 DSC 分析  32-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章聚乳酸增韧体系结构与性能的研究  35-42
  4.1 PLA 增韧体系力学性能结果分析  35-38
    4.1.1 不同PLA 增韧体系力学性能结果分析  35-36
    4.1.2 PBAT 增韧的PLA 体系力学性能结果分析  36-38
  4.2 PLA 增韧体系微观结构分析  38-39
    4.2.1 不同PLA 增韧体系微观结构分析  38
    4.2.2 不同PBAT 含量增韧的PLA 体系微观结构分析  38-39
  4.3 PLA 增韧体系热性能分析  39-41
    4.3.1 不同PLA 增韧体系的DSC 分析  39-40
    4.3.2 不同含量的PBAT 增韧PLA 体系的DSC 分析  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章聚乳酸填充体系结构与性能的研究  42-52
  5.1 PLA 填充体系力学性能结果分析  42-43
    5.1.1 不同PLA 填充体系力学性能结果分析  42-43
    5.1.2 超细Talc 填充PLA 体系力学性能结果分析  43
  5.2 PLA 填充体系旋转扭矩结果分析  43-44
  5.3 PLA 填充体系微观结构分析  44-46
    5.3.1 不同PLA 填充体系微观结构分析  44-45
    5.3.2 Talc 填充PLA 体系微观结构分析  45-46
  5.4 PLA 填充体系XRD 分析  46-48
    5.4.1 不同PLA 填充体系XRD 分析  46-47
    5.4.2 Talc 填充PLA 体系XRD 分析  47-48
  5.5 PLA 填充体系DSC 分析  48-50
    5.5.1 不同PLA 填充体系DSC 分析  48-49
    5.5.2 Talc 填充PLA 体系DSC 分析  49-50
  5.6 本章小结  50-52
第6章聚乳酸薄膜结构与性能  52-58
  6.1 PLA 薄膜的力学性能  52-53
    6.1.1 增韧剂对薄膜力学性能的影响  52-53
    6.1.2 Talc 对薄膜力学性能的影响  53
  6.2 PLA 薄膜的增塑剂迁移率的影响  53-55
    6.2.1 Talc 对不同增塑PLA 薄膜中增塑剂迁移率的影响  53-54
    6.2.2 Talc 含量对PLA 薄膜中增塑剂迁移率的影响  54-55
  6.3 PLA 薄膜热稳定的影响  55-56
    6.3.1 不同增塑剂体系对薄膜热稳定的影响  55-56
    6.3.2 Talc 对薄膜热稳定的影响  56
  6.4 本章小结  56-58
结论  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
攻读硕士期间论文发表情况  64-65
大摘要  65-69

生物可降解聚乳酸薄膜改性材料的研究

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