【摘要】：隨著全球對環(huán)保型應用材料的需求日益增多,生物降解共聚酯作為適用性最廣的生物降解材料近年來得到了很大程度的商業(yè)應用推廣。本論文從流變學的角度出發(fā),研究了聚對苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)的毛細管流變和動態(tài)流變行為,探討了生物降解共聚酯的流變特性以及包括分子量、水分、溫度、剪切等因素對流變特性的影響;以熱塑性淀粉(TPS)改性PBAT、PBSA,考察了TPS對生物降解共聚酯流變特性的影響;此外,通過吹膜法制備了PBAT/PBSA/TPS的復合吹塑薄膜,并研究了不同牌號材料、配比、擠出和吹膜工藝條件對薄膜性能的影響,最終確定了PBAT/PBSA/TPS復合材料吹膜最佳的材料配方和工藝條件。首先,通過毛細管流變儀研究了芳香脂肪族共聚酯PBAT和脂肪族共聚酯PBSA的流變性能,并與吹膜級LDPE的流變性能對比,發(fā)現三種材料都屬于假塑性流體,在210℃下PBAT和PBSA的粘度-剪切依賴性明顯減弱,而LDPE的n值變化不大;PBAT和PBSA的粘度-溫度依賴性大于LDPE;PBAT和PBSA的剪切粘度都隨著水分含量的上升而明顯下降,在水分含量500ppm以內,PBAT與PBSA的剪切粘度受水分水解導致下降的影響程度很小,此條件可以作為烘干程度的依據。利用Cox-merz規(guī)則使用旋轉流變儀測定擬合了PBAT和PBSA的零剪切粘度,結果表明,PBAT和PBSA的零剪切粘度均與重均分子量相關:重均分子量越高,材料的零剪切粘度也越高,該方法可以作為根據分子量大小選擇基體樹脂進行改性以滿足相應熔體強度要求的依據。其次,采用了熱塑性淀粉(TPS)對生物降解共聚酯進行共混改性,首先研究了粒度大小和增塑劑甘油比例對TPS的毛細管流變性有影響,從粘度的角度考慮,粒度d50為4.95μm的玉米淀粉和30%甘油比例用于制備TPS材料較合適;不同比例的PBAT和PBSA的流變曲線表明兩者具有很好的共混相容性,而在TPS添加后的流變曲線結果表明PBAT/PBSA/TPS復合材料中20%的TPS含量最為合適。最后,吹膜在線檢測螺旋不穩(wěn)定度DHI的結果表明,PBAT和PBSA材料吹膜膜泡穩(wěn)定性與分子量大小相關,分子量越大則吹膜穩(wěn)定性越好,而20%~40%的TPS添加量得到的PBAT/PBSA/TPS復合材料吹膜膜泡穩(wěn)定性差異不大;若PBAT/PBSA/TPS復合材料吹膜加工成型采用吹脹比為4.0以及牽引比為33的工藝,薄膜樣品的拉伸強度、斷裂伸長率和撕裂強度為最高。采用本論文各試驗結論得到的較優(yōu)的材料配方和擠出吹膜工藝為:先利用30%甘油比例進行玉米淀粉的增塑處理制成TPS,再將PBAT/PBSA/TPS以40:40:20的比例共混改性造粒,其中PBAT和PBSA選用分子量最高的牌號,將PBAT/PBSA/TPS復合材料在170℃(熔體溫度)溫度下吹膜,其中擠出機電機轉速400~600rpm,吹脹比調整為4.0,牽引比調整為33;最終制備的PBAT/PBSA/TPS復合材料吹塑薄膜與相同厚度的普通LDPE吹塑薄膜的力學性能相比差別不大,可以作為LDPE軟包裝領域的替代材料,并能實現生物降解性達到環(huán)保和節(jié)能要求。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ317;TB383.2

【參考文獻】

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本文編號：2446627