目的探究甘油用量對木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料性能的影響。方法采用水浴加熱方法對PVA和木質(zhì)素進(jìn)行溶解處理,再加入不同量的甘油,以不加甘油的空白樣為對照,測試及表征其性能。結(jié)果隨著甘油用量的增加,發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度先增加后降低,甘油用量為8%時材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大,為1.26 MPa;斷裂伸長率逐漸增大,從最初的37%增大到167%;表觀密度先下降后上升,最低為0.278g/cm3;吸水率逐漸降低,最低達(dá)到15.22%。SEM測試表明,甘油的加入改善了發(fā)泡材料的空隙結(jié)構(gòu),但加入過多的甘油會破壞泡孔結(jié)構(gòu)。TGA結(jié)果表明,隨著甘油用量的增加,所得復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性降低,熱分解起始溫度和分解最大速率溫度都逐漸降低。結(jié)論甘油對木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的性能影響較大,加入適量的甘油對材料的力學(xué)性能、泡孔結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性都有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。 

【文章來源】：包裝工程. 2017,38(23)北大核心

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甘油用量對木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響

nthemechanicalprop-ertiesoflignin/PVAfoammaterials不同甘油用量制備的木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的斷裂伸長率見圖1b。從圖1b可以看出，木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的斷裂伸長率隨著甘油用量的增加而持續(xù)增大，這是因為甘油的加入降低了PVA的結(jié)晶度，使PVA分子間的活性降低，提高了PVA的鏈段甚至整個PVA大分子的運動能力，使材料混合得更加均勻，從而增加了木質(zhì)素與PVA之間的相容性。同時，木質(zhì)素/PVA復(fù)合材料的韌性得到改善，導(dǎo)致斷裂伸長率逐漸增大[17]。2.2表觀密度不同甘油用量制備的木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的表觀密度見圖2。從圖2可以看出，木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的表觀密度隨著甘油用量的增加先降低后升高，在甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時，材料的表觀密度最小，這是圖2甘油用量對木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料表觀密度的影響Fig.2Effectofglycerinamountontheappearancedensityoflignin/PVAfoammaterials

·74·包裝工程2017年12月因為隨著甘油的加入，發(fā)泡材料的相容性逐漸提高，材料的泡孔數(shù)量增多，形狀較為規(guī)則且細(xì)密，因此表觀密度最校隨著甘油用量的增多，過量的甘油屏蔽了PVA與木質(zhì)素分子間的相互作用，材料的相容性減弱，因此表觀密度增大。2.3吸水率不同甘油用量制備的木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的吸水率（單位體積）見圖3。從圖3可以看出，木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的吸水率隨著甘油用量的增加從最初的33.63%下降到15.22%，降低明顯，這是因為未加入甘油的發(fā)泡材料中PVA分子的結(jié)晶度較高，剛性較強(qiáng)，分子排列較為規(guī)律，因此分子間空隙較多，水分子會比較容易進(jìn)入發(fā)泡材料中，因此吸水率較高，耐水性不好[17]。隨著甘油的添加，甘油小分子可以滲入PVA分子內(nèi)部，與PVA分子以氫鍵的形式結(jié)合，使其結(jié)晶度降低，也使得發(fā)泡材料中木質(zhì)素與PVA兩相的界面相容性變得越來越好，進(jìn)而阻礙了水分子進(jìn)入材料中[18]。另外，甘油的加入增加了與木質(zhì)素和PVA組分間形成的氫鍵，彼此間的作用力加強(qiáng)，減小了水分子與PVA反應(yīng)形成氫鍵的幾率，使材料的總體耐水性提高。圖3甘油用量對木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料吸水率的影響Fig.3Effectofglycerinamountonthewaterabsorptionoflignin/PVAfoammaterials2.4泡孔結(jié)構(gòu)不同甘油用量制備的木質(zhì)素/PVA發(fā)泡材料的SEM觀察結(jié)果見圖4。從圖4可以看出，不添加甘油時（圖4a），材料的空隙結(jié)構(gòu)不明顯且均勻性較差，這是因為在縮醛或者半縮醛的反應(yīng)中，隨著水分蒸發(fā)產(chǎn)生的應(yīng)力使發(fā)泡材料本身的泡孔結(jié)構(gòu)被破壞，且PVA自身也有一定的自粘性。隨著甘油用量的增加（圖4b—e），發(fā)泡材料的孔隙結(jié)構(gòu)逐漸明顯且泡孔較均勻，在甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時（圖4c），孔隙結(jié)構(gòu)最佳，這是因為甘油的加入增加了PVA和木質(zhì)素的a0b4%c8%

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本文編號：3272018