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物理老化对聚乳酸凝聚态结构及相变行为的影响

作　者: 张同平
导　师: 张建明
学　校: 青岛科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 物理老化聚乳酸半稳相玻璃化转变温度原位FTIR
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及差示扫描量热仪(DSC)原位研究了物理老化对具有不同初始态结构的左旋聚乳酸(PLLA)的凝聚态结构及相变行为的影响。首先,我们研究了熔融淬冷的PLLA在低于玻璃化转变温度下恒温物理老化过程中的结构演变及动力学行为。结果显示，物理老化过程中形成的局部有序结构为PLLA的一种半稳相，且已存在于在熔融淬冷PLLA样品的初始态中，物理老化能使这种半稳相含量增加。当升温到玻璃化转变温度时，该半稳相只是部分熔融，残余的具有较高稳定性的半稳相在随后的冷结晶过程中促进了晶核的形成,从而使冷结晶速率提高。以上研究表明，PLLA在熔融淬冷过程就有半稳相结构的产生，因此,我们进一步系统地考查了降温速率对半稳相结构的影响。研究结果表明，当降温速率高于20℃/min时，能够形成PLLA的半稳相。降温速率越慢，该半稳相有序程度越高。而当降温速率低于20℃/min时，则形成了稳定的晶相。另外，我们考查了物理老化对具有不同左旋L含量PLLA凝聚态结构及热行为的影响。研究发现，对于L含量较高的PLLA，在物理老化过程中能够形成更多的有序结构，使玻璃化转变温度向高温移动。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-45
  1.1 引言  14-16
  1.2 聚乳酸概述  16-23
    1.2.1 聚乳酸的结构特征  17-18
    1.2.2 聚乳酸的性质  18-22
      1.2.2.1 物理性质  18-19
      1.2.2.2 结晶性  19-21
      1.2.2.3 可生物降解性  21
      1.2.2.4 力学性能  21-22
    1.2.3 聚乳酸的应用  22-23
  1.3 物理老化的研究进展  23-35
    1.3.1 物理老化概念的提出  23-24
    1.3.2 物理老化对玻璃态聚乳酸宏观性能的影响  24-26
    1.3.3 玻璃态聚乳酸物理老化微结构研究进展  26-35
      1.3.3.1 研究测试方法  26-27
      1.3.3.2 物理老化的微观现象  27-28
      1.3.3.3 物理老化峰的起源  28-33
      1.3.3.4 物理老化的影响因素  33-35
  1.4 半稳相的研究进展  35-39
    1.4.1 高聚物半稳相的概念及进展  35-36
    1.4.2 聚乳酸半稳相研究进展  36-39
  1.5 不同分子参数与物理老化的关系  39-41
  1.6 选题的目的及意义  41-44
  1.7 实验思路  44-45
第二章物理老化对熔融淬冷 PLLA 凝聚态结构及相变行为的影响  45-72
  2.1 引言  45-47
  2.2 实验部分  47-49
    2.2.1 实验原料  47
    2.2.2 测试与表征  47-49
  2.3 结果与讨论  49-70
    2.3.1 利用 DSC 确定老化条件  49-52
    2.3.2 利用 DSC 测试物理老化对玻璃态 PLLA 热力学行为的影响  52-53
    2.3.3 运用 FTIR 原位研究物理老化过程中的结构演变  53-59
    2.3.4 物理老化诱导局部有序结构的形成  59-66
    2.3.5 物理老化诱导聚乳酸局部有序结构的实质  66-70
  2.4 本章小结  70-72
第三章物理老化对不同降温速率的 PLLA 相变行为的影响  72-86
  3.1 引言  72-73
  3.2 实验部分  73-75
    3.2.1 实验原料  73-74
    3.2.2 测试与表征  74-75
  3.3 结果与讨论  75-85
    3.3.1 运用 FTIR 观察不同降温速率所形成的半稳相  75-80
    3.3.2 采用 DSC 研究不同降温速率 PLLA 的相变过程  80-83
    3.3.3 采用 DSC 研究不同降温速率 PLLA 物理老化后的相变行为  83-85
  3.4 本章小结  85-86
第四章物理老化对不同分子结构参数 PLLA 相变行为的影响  86-103
  4.1 引言  86
  4.2 实验部分  86-89
    4.2.1 实验原料  86-87
    4.2.2 测试与表征  87-89
  4.3 结果与讨论  89-102
    4.3.1 不同立构规整度 PLLA 样品的恒温物理老化过程  89-96
    4.3.2 原位 FTIR 研究物理老化对不同立构规整度 PLLA 相变行为的影响  96-102
  4.4 本章小结  102-103
全文总结  103-105
参考文献  105-119
致谢  119-122
攻读学位期间发表的学术论文目录  122-123

物理老化对聚乳酸凝聚态结构及相变行为的影响

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