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绿色塑料聚乳酸的增韧改性研究
作 者: 苏思玲
导 师: 杨斌
学 校: 上海交通大学
专 业: 材料学
关键词: 聚乳酸 乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯 聚己二酸对苯二甲酸共聚丁二酯 增韧 反应型相容剂
分类号: TQ320.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要
本研究利用物理共混及反应增容的方法制备高韧性聚乳酸(PLA)共混物。论文分为三个部分,第一部分研究不同含量的非生物降解弹性体乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)对PLA的增韧改性。通过红外和流变分析发现E-MA-GMA的环氧官能团与PLA的端羧基和端羟基发生了反应,生成接枝共聚物,起到原位增容的作用。力学测试和SEM研究发现:随着弹性体含量增加,PLA的韧性明显提高,当添加10wt%E-MA-GMA时由脆性断裂转变为韧性断裂,当添加20wt%E-MA-GMA时,共混物的冲击强度和断裂伸长率较纯PLA分别提高了329.7%和1400%。由于环氧官能团的过量发生一定的交联反应使得分散相E-MA-GMA的粒径随着含量增加有所增大。DSC分析发现E-MA-GMA的加入削弱了PLA的结晶能力。第二部分研究了不同含量的高反应活性低聚物PAPI对PLA/PBAT不相容共混物相容性的影响。红外分析发现PAPI的异氰酸酯官能团与PLA、PBAT的端羟基和端羧基发生了反应,生成接枝共聚物。DMA分析发现PLA与PBAT的Tg相互靠近,两者相容性提高。TEM观察发现分散相PBAT的粒径随着PAPI含量增加逐渐变小,分散更均匀,同时发现生成接枝共聚物分布在相界面及PBAT相内。力学测试和扫描电镜研究发现:随着PAPI含量增加,共混物的韧性明显提高,添加5和10phr PAPI时,冲击强度较PLA/PBAT共混物分别提高了622.7%和541.0%;同时发现相界面由清晰变为模糊,冲击断面由平坦变为粗糙。DSC分析发现PAPI的加入削弱了PLA的结晶能力。动态流变性能测试说明随着PAPI含量增加,共混物的η*、G’及G’’逐渐增加,剪切变稀行为逐渐增强。最后一部分通过力学性能测试初步研究了不同相容剂对PLA/PBAT不相容共混物相容性的影响。研究发现相容剂的加入不同程度地提高了共混物的韧性,但也不同程度地降低了共混物的强度,相容剂的增容效果为:E/GMA-g-PMMA> E-MA-GMA> E-GMA> E/GMA-g-PSAN > E/GMA-g-PS。
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全文目录
摘要 7-9 ABSTRACT 9-13 第一章 绪论 13-31 1.1 生物降解高分子聚乳酸简介 13-20 1.1.1 生物降解高分子的定义及种类 13-14 1.1.2 聚乳酸的发展历史与开发意义 14-15 1.1.3 聚乳酸的合成与性质 15-19 1.1.4 聚乳酸的应用及缺点 19-20 1.2 聚乳酸的增韧改性研究现状 20-23 1.2.1 共聚改性 20 1.2.2 共混改性 20-23 1.2.3 增塑改性 23 1.3 相容剂简介 23-29 1.3.1 相容剂的分类及相容作用的物理本质 24-26 1.3.2 聚乳酸共混物相容剂研究现状 26-28 1.3.3 反应增容在聚合物共混中的应用 28-29 1.4 研究目标和研究内容 29-31 1.4.1 研究目标 29 1.4.2 研究内容 29-31 第二章 弹性体 E-MA-GMA 对聚乳酸的增韧改性 31-47 2.1 引言 31 2.2 实验部分 31-34 2.2.1 实验原料 31-33 2.2.2 共混物制备 33 2.2.3 性能测试与表征 33-34 2.3 结果与讨论 34-45 2.3.1 反应表征 34-36 2.3.2 流变性能 36-38 2.3.3 力学性能 38-41 2.3.4 冲击断面微观结构的观察 41-42 2.3.5 E-MA-GMA 粒子的分散 42-44 2.3.6 热性能 44-45 2.4 本章小节 45-47 第三章 PAPI 对 PLA/PBAT 不相容共混物相容性的影响 47-65 3.1 引言 47 3.2 实验部分 47-50 3.2.1 实验原料 47-48 3.2.2 共混物的制备 48-49 3.2.3 性能测试与表征 49-50 3.3 结果与讨论 50-63 3.3.1 FTIR 对共混物中反应的分析 50-52 3.3.2 DMA 分析 52-54 3.3.3 热性能 54-56 3.3.4 TEM 分析 56-58 3.3.5 力学性能及冲击断面分析 58-61 3.3.6 流变性能 61-63 3.4 本章小节 63-65 第四章 不同相容剂对 PLA/PBAT 共混物的相容性影响 65-73 4.1 引言 65 4.2 实验部分 65-67 4.2.1 实验原料 65-67 4.2.2 共混物制备 67 4.2.3 力学性能测试 67 4.3 结果与讨论 67-72 4.3.1 PLA/PBAT/相容剂共混物中官能团浓度分析 67-68 4.3.2 冲击性能 68-69 4.3.3 拉伸性能 69-70 4.3.4 弯曲性能 70-72 4.3.5 不同相容剂效果比较与分析 72 4.4 本章小节 72-73 第五章 结论 73-74 参考文献 74-78 致谢 78-79 攻读学位期间发表的学术论文目录 79
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 基础理论
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