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无机填料改性聚乳酸的研究

作　者: 袁瑞登
导　师: 陈广义
学　校: 大连理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 聚乳酸 TiO2纳米粒子 MSW
分类号: TQ320.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚乳酸(PLA)是以植物资源为原料人工合成的生物降解高分子,是一种可分解成二氧化碳和水的热塑性的脂肪族聚酯。本文针对聚乳酸(PLA)一些性能上的缺陷,如脆性严重,热稳定性差等,采用无机填料纳米粒子和晶须分别与PLA共混,以期获得与通用材料性能相媲美的聚乳酸复合物,为解决环境污染和加快推广使用可生物降解新材料奠定研究基础。本文用Ti02纳米粒子和聚乳酸熔融共混制备成PLLA/TiO2纳米复合材料；用硫酸镁晶须(MSW)和PLA熔融共混制备PLA/MSW复合材料。然后利用拉伸机,冲击试验仪、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM).、热重分析仪(TGA)等测试和观察复合材料的力学性能、热性能和微观形态。本论文主要成果如下：(1)在PLA加入TiO2纳米粒子后,其力学性能都有很大的提高,在TiO2用量为1%时,综合力学性能最佳,其中冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、和杨氏模量都有所提高；经过POM可以看出Ti02可以细化球晶尺寸；经热重分析结果可以看出复合材料的最终残留量随着Ti02含量的增大而增大。(2)在PLA/WSM共混复合材料中,其各项力学性能随着WSM用量的增多而增加,在用量为20%效果达到最佳,而后随着MSW用量的增加,由于MSW含量过多,导致MSW相互磨损,导致各项力学性能呈现下降趋势；从POM可以看出MSW可以加快PLA结晶和细化球晶尺寸；在PLA/MSW80/20的基础上加入增容剂PLA-g-MAH和PLA-g-GMA后,可以看出其力学性能都较PLA/WSM 80/20有所增长,其中增容剂PLA-g-MAH增容效果明显好于PLA-g-GMA。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
绪论  9-24
  1.1 聚乳酸(PLA)的结构性质及性能  9-10
    1.1.1 PLA的物理性质  9-10
    1.1.2 PLA的降解  10
  1.2 PLA的应用现状  10-11
  1.3 增韧增强改性机理  11-16
  1.4 PLA改性进展  16-22
    1.4.1 弹性体对PLA的增韧进展  16-19
    1.4.2 纤维类对PLA的改性进展  19-20
    1.4.3 无机粒子对PLA改性进展  20-22
  1.5 本文的研究目的和研究内容  22-24
2 实验部分  24-27
  2.1 实验材料  24
  2.2 实验设备  24
  2.3 工艺路线  24
  2.4 试样制备  24-25
  2.5 性能测试  25-27
3 刚性粒子TiO_2填充聚乳酸共混体系  27-48
  3.1 TiO_2结构表征  27-28
    3.1.1 TiO_2纳米粒子XRD表征  27
    3.1.2 TiO_2纳米粒子官能团表征  27-28
  3.2 力学性能的测试  28-32
  3.3 结晶性能和热学性能表征  32-47
    3.3.1 聚乳酸/TiO_2结晶XRD表征  32-33
    3.3.2 等温结晶POM分析  33-34
    3.3.3 热力学参数的测定  34-45
    3.3.4 熔融行为讨论  45-47
  本章小结  47-48
4 硫酸镁晶须填充聚乳酸共混体系  48-58
  4.1 MSW用量对复合材料力学性能的影响  48-52
    4.1.1 MSW用量对复合材料力学性能的影响  48-50
    4.1.2 MSW用量对PLA结晶性和热学性能的影响  50-51
    4.1.3 等温结晶POM分析  51-52
  4.2 PLA-g-MAH和PLA-g-GMA用量对复合材料的影响  52-57
    4.2.1 PLA-g-MAH和PLA-g-GMA用量对复合材料力学性能的影响  52-54
    4.2.2 增容剂类型对复合材料形态结构的影响  54
    4.2.3 不同增容剂对复合材料热学性能的影响  54-57
  本章小结  57-58
总结  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63

无机填料改性聚乳酸的研究

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