【摘要】：我國是農(nóng)業(yè)大國。棚膜、地膜等農(nóng)膜是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)不可缺少的生產(chǎn)材料,2015年世界產(chǎn)量已經(jīng)超過340萬噸。發(fā)達(dá)國家農(nóng)膜高檔占比為20%,但是,從中國農(nóng)膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例來看,高檔的農(nóng)膜產(chǎn)品供不應(yīng)求,高檔農(nóng)膜占比只有1 0%左右。在我國,常見的用于制造地膜的材料是聚乙烯,因為它的價格便宜,制造成本低,但是作為難降解的化石燃料的下游產(chǎn)品,聚乙烯最大的問題就是會對環(huán)境造成白色污染。因此,人們試圖尋找一種生物可降解的材料替代聚乙烯地膜,而這其中比較合適的選擇就是聚己二酸對苯二甲酸丁二醇脂(Poly(butyleneadipate-co-terephthalate)),簡稱PBAT。工業(yè)上,地膜一般采用吹膜的方法進(jìn)行加工。而在生物可降解地膜的加工過程中,存在有很大的問題,如:1)材料的加工穩(wěn)定性差;2)吹膜制備的薄膜產(chǎn)品難以達(dá)到市場要求;3)吹膜制造工藝嚴(yán)重依賴工人經(jīng)驗,導(dǎo)致產(chǎn)品品控不高。所以優(yōu)化調(diào)控加工參數(shù)以及對原材料進(jìn)行改性十分必要。本文針對上述問題,做了如下幾項工作:1)吹膜過程中PBAT薄膜加工條件-膜泡結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系。為了探究生物可降解地膜PBAT在吹膜過程中的加工條件-膜泡結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系,將自制的吹膜機與同步輻射X射線聯(lián)用,檢測了添加有不同含量擴鏈劑的PBAT在吹膜過程中距離口模不同位置處的膜泡的結(jié)構(gòu)變化以及最終的薄膜性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn):整個膜泡的演化過程可以分為三個階段,受到流動場控制的前驅(qū)體的生成,受到流動場和溫度場控制的晶體的成核以及受到溫度場控制的晶體的生長過程。擴鏈劑ADR的加入改變了分子鏈長,使得前驅(qū)體在生成的過程中對拉伸外場的響應(yīng)不一致,最終薄膜取向沿著不同的方向,為制備具有不同取向的薄膜提供了新思路。ADR的加入提供了化學(xué)交聯(lián)點,和PBAT結(jié)晶形成的物理交聯(lián)點一起共同組成了膜泡的基本骨架。2)PBAT薄膜單軸拉伸過程中構(gòu)效關(guān)系建立。為了探究后加工過程中拉伸對PBAT薄膜的影響,將自制的拉伸機與同步輻射X射線聯(lián)用,檢測了PBAT在室溫拉伸過程中的結(jié)構(gòu)形態(tài)演化以及光學(xué)性能的變化。結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變曲線,我們將其分為三個區(qū):在Ⅰ區(qū)彈性形變區(qū),無定形區(qū)的分子鏈發(fā)生了仿射形變;超過了屈服點的Ⅱ區(qū),取向無定形鏈平行排列形成了亞穩(wěn)的β晶;Ⅱ區(qū)出現(xiàn)了應(yīng)變硬化,此時出現(xiàn)了從α相到β相的相轉(zhuǎn)變。換句話說,整個拉伸過程中β晶的形成有兩種方式。與此同時,透光率的變化與相轉(zhuǎn)變的變化是一致的,這可能是因為在拉伸的過程中,晶相和無定形相的折光指數(shù)趨于一致造成的,為制備具有不同透光率的薄膜提供了理論基礎(chǔ)指導(dǎo)。3)為了實現(xiàn)吹膜過程的智能化,需要建立加工參數(shù)-材料性能的知識圖譜,并且采用機器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練出相應(yīng)的模型。其中前期的工作就是建立高分子吹膜智能化檢測平臺。通過改進(jìn)現(xiàn)有的圖像識別算法,實現(xiàn)了對吹膜膜泡外形的捕捉,用來定量的表征吹膜膜泡的穩(wěn)定性。通過設(shè)計自動化的薄膜剪裁系統(tǒng)和拉伸系統(tǒng),并將其他的光學(xué)檢測設(shè)備集成到平臺上,可以實現(xiàn)高分子吹膜膜泡的穩(wěn)定度表征以及高分子薄膜力學(xué)性能和光學(xué)性能的自動化表征,為建立知識圖譜提供了高通量數(shù)據(jù),為實現(xiàn)智能化吹膜打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2;S316
【圖文】：

邐第２章改性ＰＢＡＴ在吹膜過程中的結(jié)構(gòu)演化與性能的增加，ＰＢＡＴ的結(jié)晶溫度和熔點都有不同程度的增加，這可能是因為，ＡＤ加入增加了分子鏈的長度，使得整個體系的熵減小，在更高的溫度下開始在二次升溫過程中，隨著ＡＤＲ加入熔點升高，這可能是因為ＡＤＲ使得ＰＢ晶更加的完善逡逑

逡逑對寬角二維圖進(jìn)行一維積分，并利用公式對一維積分的曲線進(jìn)行擬合，求出逡逑結(jié)晶度隨著距離口模的位置與溫度曲線，結(jié)果如圖２．８所示。Ｉ區(qū)和ＩＩ區(qū)中，一逡逑維積分曲線很難進(jìn)行擬合，認(rèn)為在這兩個階段，還沒有晶體的生成，或者說生成逡逑的晶體非常小，很難用寬角Ｘ射線檢測到晶體的變化。在ＩＩＩ區(qū)，由于ＡＤＲ的逡逑加入，在距離口模相同的位置處，隨著ＡＤＲ含量的增加，結(jié)晶度呈現(xiàn)上升的趨逡逑１８逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張友根;;多層共擠吹膜設(shè)備綠色化科學(xué)發(fā)展的分析研究(上)[J];橡塑技術(shù)與裝備;2015年02期

2 程遠(yuǎn)佳;新型吹膜機組評定會[J];塑料科技;1986年02期

3 張運榜;;對用PVC粒料進(jìn)行吹膜工藝的介紹[J];氯堿工業(yè);1987年04期

4 黃漢雄,彭玉成;對螺旋芯棒吹膜機頭的系統(tǒng)分析[J];中國塑料;1989年01期

5 黃漢雄;擠出吹膜的進(jìn)展[J];塑料工業(yè);1989年01期

6 梁基照;;吹膜口型[J];特種橡膠制品;1989年05期

7 T.A.Huang;薛平;;LLDPE/LDPE共混料在吹膜設(shè)備中的形變規(guī)律[J];國外塑料;1989年02期

8 袁霄;董丹娜;石瑩;;混合控制系統(tǒng)在塑料吹膜機中的應(yīng)用[J];中國儀器儀表;2016年12期

9 ;高端化是塑料吹膜機必經(jīng)的發(fā)展過程[J];工程塑料應(yīng)用;2014年02期

10 代芳;;9層阻隔膜VARRX吹膜生產(chǎn)線[J];工程塑料應(yīng)用;2008年04期

相關(guān)會議論文 前3條

1 呂文法;李云峰;;PPA在HDPE擠出吹膜成型中的應(yīng)用研究[A];中國包裝技術(shù)協(xié)會塑料包裝委員會第六屆委員會年會暨塑料包裝新技術(shù)研討會論文集[C];2002年

2 陳鋒;;基于模糊PID控制器的吹膜機溫控系統(tǒng)設(shè)計[A];中國職協(xié)2016年度優(yōu)秀科研成果獲獎?wù)撐募▽W(xué)校二等獎）[C];2016年

3 紀(jì)又新;張前磊;張瑞;李立夫;Sarmad Ali;陳品章;蘇鳳梅;李良彬;;同步輻射技術(shù)原位在線研究吹膜加工過程[A];中國化學(xué)會2017全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會摘要集——主題L：高分子加工[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 楚訊 老汪;武漢新中德吹膜機“出口暖風(fēng)”喜人心[N];中國包裝報;2009年

2 行業(yè);德國推出領(lǐng)先的九層吹膜系統(tǒng)[N];中國包裝報;2010年

3 宋曉;吹膜機推動食品包裝業(yè)快速發(fā)展[N];中國食品安全報;2014年

4 漢訊 汪文;武漢新中德公司推出多款優(yōu)質(zhì)吹膜設(shè)備[N];中國包裝報;2008年

5 記者 李建國;集國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的七層共擠吹膜機[N];中國包裝報;2006年

6 記者 繆惟民;共擠吹膜技術(shù)發(fā)展論壇在上海召開[N];中國包裝報;2005年

7 本報記者 李建國;共擠吹膜極縣市場潛力[N];中國包裝報;2005年

8 記者 計綱;廣東“金明”高檔吹膜機可替代進(jìn)口[N];中國包裝報;2002年

9 ;中國吹膜設(shè)備大王[N];中國包裝報;2004年

10 流沙;吹膜生產(chǎn)中的質(zhì)量控制[N];中國包裝報;2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 李立夫;生物可降解地膜加工過程中的構(gòu)效關(guān)系研究與智能化表征[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

2 胡建玲;吹膜機張力系統(tǒng)建模與控制策略研究[D];燕山大學(xué);2012年

3 程琨;三層共擠吹膜機頭流道的流場分析[D];北京化工大學(xué);2017年

4 周飛賢;吹膜法制備全生物降解農(nóng)膜的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

5 張磊;地膜用生物降解支化共聚酯的吹膜加工與改性[D];浙江大學(xué);2015年

6 段麗艷;醋酸丙酸纖維素基可生物降解高分子材料的研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2008年

7 郎賢忠;聚乳酸/聚碳酸丁酯共混物及吹膜研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2737532