本文關(guān)鍵詞：聚乳酸膜拉伸和部分成核劑誘導(dǎo)結(jié)晶研究

  更多相關(guān)文章： 外消旋型聚乳酸 流延成膜 拉伸 成核劑 結(jié)晶

【摘要】：近年來,隨著化石能源的枯竭,工業(yè)有毒有害氣體的大量排放及不可降解材料的過量使用,嚴(yán)重破壞了地球環(huán)境,世界各地的研究者都在尋求新的可降解材料來應(yīng)對資源與環(huán)境危機(jī)。聚乳酸制品,綠色環(huán)保,更重要的是,當(dāng)失去利用價(jià)值時(shí)可被微生物降解,具有優(yōu)異的生物可降解性、生物相容性及良好的可塑性,是目前最有前途的聚合物材料。然而,常態(tài)下的聚乳酸產(chǎn)品質(zhì)硬且脆,抗沖擊性很差,大大制約了其應(yīng)用范圍。而聚合物的結(jié)晶可以很好的提高聚合物的機(jī)械性能,同時(shí)使聚合物的熱穩(wěn)定性、光學(xué)性能、透氣性及耐熱性等都有所改善。此外,拉伸和添加成核劑誘導(dǎo)操作簡單,耗能低,方便可行,擁有十分良好的可操作性。因此聚乳酸膜拉伸和成核劑誘導(dǎo)結(jié)晶研究具有重要理論意義和潛在巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本論文以外消旋型聚乳酸(D,L-PLA)為原料,以二氯甲烷為溶劑,采用流延法制膜,在動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)上進(jìn)行拉伸處理或加入微量的不同的成核劑,誘導(dǎo)其結(jié)晶,利用偏光顯微鏡(POM)、傅里葉紅外光譜儀(ATR-FTIR)、示差掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射(XRD)等手段表征其結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶度及晶型的變化。在微觀狀態(tài)上,從聚合物中間相的角度解釋了外消旋型聚乳酸結(jié)晶度及結(jié)晶行為變化的原因。研究結(jié)果表明,外消旋型聚乳酸薄膜經(jīng)拉伸處理或加入微量成核劑,由無定型變?yōu)榘虢Y(jié)晶型,其結(jié)晶度及凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)均發(fā)生了改變。外消旋型聚乳酸的結(jié)晶度及結(jié)晶結(jié)構(gòu)不僅與拉伸應(yīng)變有關(guān),而且與溫度、成核劑等也有關(guān)。拉伸應(yīng)變使得聚乳酸分子鏈取向運(yùn)動(dòng),使聚乳酸的中間相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫?從而使得聚乳酸膜的結(jié)晶度得到提高；溫度影響聚乳酸分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力,溫度越高,分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng),使聚乳酸中間相融合成晶塊；成核劑能改變無定型聚乳酸分子的結(jié)晶行為,誘導(dǎo)其結(jié)晶,從而提高其結(jié)晶度。在拉伸應(yīng)變、溫度、成核劑等影響外消旋聚乳酸膜結(jié)晶度及結(jié)晶行為的因素中,溫度的影響是最明顯的。POM表明控制其他條件不變,在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與熔融溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,外消旋型聚乳酸薄膜的結(jié)晶程度變化十分急劇,結(jié)晶度從7.41%提高至40.96%。DSC測試表明拉伸應(yīng)變誘導(dǎo)取向能有效的增加聚乳酸膜的結(jié)晶度,當(dāng)溫度為90℃,在0%-31.16%的應(yīng)變力范圍內(nèi),結(jié)晶度隨應(yīng)變力的升高從12.10%提高至33.18%。XRD測試表明成核劑的添加能顯著提高聚乳酸膜的結(jié)晶度,并改善其結(jié)晶行為,誘導(dǎo)其結(jié)晶晶型為α型。
【關(guān)鍵詞】：外消旋型聚乳酸 流延成膜 拉伸 成核劑 結(jié)晶
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ323.4;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 符號(hào)說明8-11
• 1 緒論11-30
• 1.1 引言11-12
• 1.2 結(jié)晶理論的依據(jù)12-13
• 1.2.1 結(jié)晶模型12
• 1.2.2 Tumbull和Fisher的小分子經(jīng)典成核理論12
• 1.2.3 Laurizen-Hoffman結(jié)晶理論12-13
• 1.3 聚合物結(jié)晶研究13-25
• 1.3.1 拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶研究17-18
• 1.3.2 生物可降解材料—聚乳酸18-22
• 1.3.3 影響聚乳酸結(jié)晶的因素22-25
• 1.4 成核劑對聚合物結(jié)晶的影響25-26
• 1.4.1 成核劑25
• 1.4.2 聚己內(nèi)酯和聚三亞甲基碳酸酯25-26
• 1.5 表征手段26-27
• 1.6 研究內(nèi)容及意義27-30
• 2 聚乳酸膜拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶研究30-41
• 2.1 前言30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 2.2.1 主要原料30
• 2.2.2 樣品制備30-31
• 2.2.3 性能測試與結(jié)構(gòu)表征31
• 2.3 結(jié)果與討論31-39
• 2.3.1 POM譜圖分析31-34
• 2.3.2 IR譜圖分析34-35
• 2.3.3 DMA圖譜分析35
• 2.3.4 DSC分析35-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 3 聚乳酸聚己內(nèi)酯共混膜結(jié)晶行為研究41-49
• 3.1 前言41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-43
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑41-42
• 3.2.2 混合膜的結(jié)構(gòu)與性能表征42
• 3.2.3 混合膜的制備42-43
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論43-47
• 3.3.1 IR譜圖分析43-45
• 3.3.2 DSC圖譜分析45-46
• 3.3.3 X射線衍射圖譜分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 4 聚乳酸聚三亞甲基碳酸酯共混膜結(jié)晶行為研究49-58
• 4.1 前言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分49-51
• 4.2.1 主要原料49-50
• 4.2.2 混合膜的結(jié)構(gòu)表征50
• 4.2.3 共混膜的制備50-51
• 4.3 結(jié)果與討論51-57
• 4.3.1 IR譜圖分析51-53
• 4.3.2 DSC圖譜分析53
• 4.3.3 X射線衍射圖譜分析53-55
• 4.3.4 SEM圖譜分析55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 研究技術(shù)路線58
• 6 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)與展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄67-68

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1 王成望,鄧慶儀,黃少慧;聚合物成核劑研究的近期進(jìn)展[J];廣州化工;1999年03期

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3 張曉麗,李海英;塑料制品的添加劑——成核劑的分類及研究[J];當(dāng)代化工;2002年04期

4 高峽,劉瑞剛,金曼娜,卜海山;羧酸鹽類成核劑在聚2,6-萘二甲酸乙二酯中的化學(xué)成核[J];高分子學(xué)報(bào);2002年06期

5 王德禧,鄭德,陳宇;新型、高效稀土β晶型成核劑的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];塑料;2004年04期

6 郭峰;傅勇;徐振明;楊蘇平;;成核劑改性聚丙烯的研究[J];現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用;2006年04期

7 費(fèi)正東;孫莉;徐立新;鐘明強(qiáng);;成核劑改性PP的性能[J];合成樹脂及塑料;2007年02期

8 王東亮;郭紹輝;馮嘉春;鄭德;錢玉英;;α、β成核劑復(fù)配對聚丙烯性能的影響[J];中國塑料;2007年12期

9 張超燦;徐光;吳力立;張藕生;;β成核劑對抗沖聚丙烯共聚物的結(jié)晶和力學(xué)性能研究[J];塑料助劑;2008年03期

10 白雪;史建公;張敏宏;趙桂良;石勤智;劉志堅(jiān);楊萬泰;趙麗梅;;聚乙烯成核劑研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];中外能源;2009年04期

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1 李幼辰;郭衛(wèi)紅;;稀土β成核劑對于PPR/POE/nano-CaCO_3復(fù)合體系性能的影響[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題N：高分子加工與成型[C];2013年

2 池圣賢;樂道進(jìn);徐祥兵;龍林林;;成核劑在聚丙烯改性中的協(xié)同效應(yīng)[A];湖北省化學(xué)化工學(xué)會(huì)2006年年會(huì)暨循環(huán)經(jīng)濟(jì)專家論壇論文集[C];2006年

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1 畢家立;成核劑開發(fā)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷[N];中國化工報(bào);2002年

2 王樂意;國產(chǎn)成核劑擠壓進(jìn)口產(chǎn)品　[N];中國化工報(bào);2002年

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7 ;新型聚丙烯用成核劑通過鑒定[N];中國化工報(bào);2003年

8 ;新型聚丙烯用成核劑通過鑒定[N];今日信息報(bào);2003年

9 王德禧;成核劑改性拓展聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域[N];中國化工報(bào);2004年

10 王永軍 李麗;國產(chǎn)新型PP成核劑應(yīng)用成功[N];中國化工報(bào);2013年

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2 石堯麒;基于α/β復(fù)合成核劑成核聚丙烯結(jié)晶過程調(diào)控及成核機(jī)理的研究[D];華東理工大學(xué);2012年

3 溫亮;基于杯[8]芳烴與小分子構(gòu)筑的自組裝成核劑對聚乳酸結(jié)晶過程的調(diào)控研究[D];華東理工大學(xué);2011年

4 郭敏;有機(jī)成核劑的復(fù)配及其在聚丙烯中超細(xì)化分散的研究[D];北京理工大學(xué);2014年

5 姜昌泉;基于碳五餾分的羧酸金屬鹽類聚丙烯成核劑的制備及成核效應(yīng)研究[D];華東理工大學(xué);2013年

6 宋平;聚乳酸結(jié)晶和熔融行為及成核劑調(diào)控結(jié)晶研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 王鐵柱;生物可降解聚3-羥基丁酸酯的改性研究[D];天津大學(xué);2005年

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