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生物高分子材料（PHAs）的成型及性能研究

作　者: 张竞
导　师: 卢秀萍
学　校: 天津科技大学
专　业: 材料学
关键词: 聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯) 基本性能 成核剂 淀粉 共混材料
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
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内容摘要


以4HB摩尔含量O%,5%,10%,20%的聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸)[P(3HB-co-4HB)]共聚酯为原料,借用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)、毛细管流变仪、Brabender塑化仪等研究了P(3HB-co-4HB)共聚酯的熔点、热分解温度、球晶形态、力学性能、断面形态熔体流变性能等。研究了4种成核剂对P(3HB-co-4HB)-5的热性能、结晶性能、力学性能的影响、研究了P[(3HB-co-4HB)-5]/玉米淀粉共混材料的热性能、力学性能、流变性能等。结果表明：(1)P(3HB-co-4HB)较P(3HB)的熔点明显下降,且随4HB含量增加不断下降,而起始分解温度几乎不变,熔融加工温度范围变宽；P(3HB-co-4HB)共聚酯球晶均有典型的黑十字消光现象,并存在消光圆环和同心环线。各结晶温度下所得P(3HB)球晶均存在裂缝,而各种P(3HB-co-4HB)共聚酯球晶的裂纹消失,表明加入4HB组分能够有效抑制裂缝的产生；各种P(3HB-co-4HB)共聚酯均有一个最大结晶速率温度,随4HB含量增大,最大结晶速率温度逐渐降低；P(3HB-co-4HB)共聚酯的断裂伸长率随4HB含量的增大而增大,拉伸强度和弯曲强度随其增大而降低。(2)各种成核剂均能有效细化球晶尺寸,提高共聚酯的热分解温度和缺口冲击强度,而对维卡软化温度的影响不明显；有机成核剂可提高共聚酯的拉伸强度,而无机成核剂则对断裂伸长率贡献较大；成核剂Ⅳ的成核效率最显著,样品断面形态最粗糙,缺口冲击强度最高。(3) P(3HB-co-4HB)-5与玉米淀粉存在部分相容性；玉米淀粉加入量对P(3HB-co-4HB)-5热分解温度影响不大；P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的拉伸强度随玉米淀粉用量增加而减小,当玉米淀粉用量为40份后拉伸强度变化趋于平缓；共混材料的断裂伸长率随玉米淀粉用量增加呈现先增后减的趋势,在玉米淀粉用量为20份时达到最佳。共混材料随玉米淀粉的加入发生脆韧转变,表明玉米淀粉不仅能作为P(3HB-co-4HB)的填料,还起到了一定程度增韧作用；P(3HB-co-4HB)-5及其玉米淀粉共混材料熔体均为假塑性流体,随剪切速率增大,熔体黏度明显下降；共混材料的吸水率随玉米淀粉用量的增加而增大。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 前言  9-25
  1.1 生物可降解高分子材料概述  9-11
  1.2 聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究进展  11-13
  1.3 PHAs的基本性能  13-16
    1.3.1 理化性能  13
    1.3.2 机械性能  13
    1.3.3 结晶性能  13-14
    1.3.4 热性能  14-15
    1.3.5 生物降解性  15-16
  1.4 PHAs的改性研究  16-20
    1.4.1 生物改性  16
    1.4.2 物理改性  16-19
    1.4.3 化学改性  19-20
  1.5 PHAs的应用  20-23
    1.5.1 组织工程领域  20-21
    1.5.2 医药领域  21-22
    1.5.3 通用材料领域  22-23
  1.6 本论文研究的目的及意义  23-24
  1.7 本论文研究的主要内容  24-25
2 实验部分  25-28
  2.1 原料与设备  25-26
  2.2 样品制备及测试表征  26-28
    2.2.1 样品制备  26-27
    2.2.2 测试与表征  27-28
3 结果与讨论  28-50
  3.1 P(3HB-co-4HB)共聚酯的基本性能  28-36
    3.1.1 P(3HB-co-4HB)共聚酯的DSC分析  28
    3.1.2 P(3HB-co-4HB)共聚酯的TGA分析  28-30
    3.1.3 P(3HB-co-4HB)共聚酯的结晶性能  30-36
    3.1.4 P(3HB-co-4HB)共聚酯的力学性能  36
  3.2 成核剂对P(3HB-co-4HB)-5性能的影响  36-44
    3.2.1 成核剂体系的DSC分析  37-38
    3.2.2 成核剂体系的TGA分析  38-39
    3.2.3 成核剂对P(3HB-co-4HB)-5球晶形态的影响  39-41
    3.2.4 成核剂对P(3HB-co-4HB)-5力学性能的影响  41-43
    3.2.5 成核剂对P(3HB-co-4HB)-5断而形态的影响  43-44
    3.2.6 成核剂对P(3HB-co-4HB)-5维卡软化温度的影响  44
  3.3 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的性能研究  44-50
    3.3.1 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的DSC分析  44-45
    3.3.2 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的TGA分析  45-46
    3.3.3 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的力学性能  46-48
    3.3.4 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的断面形态  48
    3.3.5 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的流变性能  48-49
    3.3.6 P(3HB-co-4HB)-5/玉米淀粉共混材料的耐水性  49-50
4 结论  50-51
5 展望  51-52
6 参考文献  52-59
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  59-60
8 致谢  60

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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