【摘要】：聚乳酸(PLA)是一種100%來源于可再生資源的代表性的商業(yè)化生物基塑料,在廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域有望成為石油基塑料最有前途的替代品。但是,聚乳酸自身脆性嚴(yán)重,具有非常低的沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,極大地限制了其在很多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。與彈性體進(jìn)行物理熔融共混是目前最經(jīng)濟(jì)高效的聚乳酸改性方法。然而,相間相容性差導(dǎo)致界面粘結(jié)強(qiáng)度低是阻礙有效共混改性的關(guān)鍵問題。針對(duì)該問題,引入離子、氫鍵等分子間相互作用可以有效地改善界面相容性,從而獲得高韌性的PLA基共混材料,有效拓寬聚乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域�；诖�,本論文采用咪唑單體與溴丁基橡膠的季胺化反應(yīng),高效合成了兩類咪唑陽(yáng)離子型溴化丁基橡膠離聚物彈性體(i-BIIR-n,n=2,4,8,12和i-BIIR-PLA),并采用熔融共混的方法增韌改性聚乳酸,完成了一系列高韌性的聚乳酸/離聚物彈性體共混體系,并詳細(xì)地研究了聚乳酸/離聚物共混體系結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。首先,分別通過烷基溴和咪唑反應(yīng)以及1-羥乙基咪唑引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合獲得一系列烷基鏈咪唑單體和一種新型的含有聚乳酸鏈段的咪唑單體。然后,通過季胺化反應(yīng)合成轉(zhuǎn)化率≥0.90的兩類咪唑陽(yáng)離子型溴丁基橡膠離聚物。所得離聚物具有良好的熱穩(wěn)定性、較高的粘度以及分子間離子締合作用。最后,以所得咪唑陽(yáng)離子型溴丁基橡膠離聚物(i-BIIR)為PLA的有效改性增韌劑,通過熔融共混法成功制備不同比例的PLA/離聚物彈性體共混體系。DMA測(cè)試以及SEM微觀形貌分析表明i-BIIR與PLA具有優(yōu)良的相容性,對(duì)PLA/i-BIIR-n體系來說,長(zhǎng)鏈更有利于分子間相互作用的形成,長(zhǎng)烷基側(cè)鏈達(dá)到十二烷基時(shí)增容效果最佳。相對(duì)于PLA/i-BIIR-n體系,PLA/i-BIIR-PLA體系中PLA鏈段的引入進(jìn)一步促進(jìn)其與PLA基體之間產(chǎn)生分子間相互作用,共混體系表現(xiàn)為分散相粒徑變小和更優(yōu)異的界面粘結(jié)能力。拉伸測(cè)試和Izod缺口沖擊測(cè)試結(jié)果表明PLA/i-BIIR-12共混體系的斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)235%,比純PLA高10倍,柔韌性顯著提高;PLA/i-BIIR-PLA共混體系的斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)250%,沖擊強(qiáng)度為5.9 kJ/m~2,表明離聚物彈性體可有效改善聚乳酸材料的韌性。通過對(duì)共混物的相容性、分子間相互作用和相結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)分析,建立了聚乳酸/咪唑型離聚物彈性體共混體系的內(nèi)在增韌機(jī)理:離聚物彈性體和PLA基體間形成的合適的界面粘結(jié)作用引發(fā)PLA基體的大剪切屈服,對(duì)于形成高韌性聚乳酸/咪唑型離聚物彈性體共混體系至關(guān)重要。
【圖文】：

圖 1-1 生物塑料聚合物及其由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的單體與其化學(xué)合成1.2 聚乳酸1.2.1 聚乳酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)聚乳酸作為一類重要的生物基環(huán)境友好的脂肪族聚酯，其單體來源為乳酸（lactic acid）（LA）。聚乳酸的結(jié)構(gòu)就是多個(gè)脫水的乳酸單元（開鏈的丙交酯）的重復(fù)，其是一種以乳酸為原料單體制得的線性高分子。聚乳酸的結(jié)構(gòu)通式如圖1-2。乳酸是一種自然界中生物來源廣泛的物質(zhì)，可通過玉米、淀粉等可再生資源作為原始原料發(fā)酵得到。最早在 1845 年，Pelouze 通過將乳酸蒸餾脫水的方法首次獲得了低分子量的乳酸線性二聚體。由于乳酸是光學(xué)活性物質(zhì)，存在兩種旋光異構(gòu)體，分別為 D-乳酸和 L-乳酸，如圖 1-2 所示。因此基于乳酸而來的聚乳酸也被分為 D-聚乳酸、L-聚乳酸以及 D, L-聚乳酸[7]。

其是一種以乳酸為原料單體制得的線性高分子。聚乳酸的結(jié)構(gòu)通式如圖1-2。乳酸是一種自然界中生物來源廣泛的物質(zhì)，可通過玉米、淀粉等可再生資源作為原始原料發(fā)酵得到。最早在 1845 年，Pelouze 通過將乳酸蒸餾脫水的方法首次獲得了低分子量的乳酸線性二聚體。由于乳酸是光學(xué)活性物質(zhì)，存在兩種旋光異構(gòu)體，分別為 D-乳酸和 L-乳酸，如圖 1-2 所示。因此基于乳酸而來的聚乳酸也被分為 D-聚乳酸、L-聚乳酸以及 D, L-聚乳酸[7]。圖 1-2 乳酸和聚乳酸的結(jié)構(gòu)式
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ317;TB332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王建華;張寶硯;王小明;王魯霞;;含羧基的液晶離聚物[J];高分子通報(bào);2009年07期

2 佟斌,臧寶嶺,戴榮繼,張寶硯;液晶離聚物的合成[J];高分子通報(bào);2003年05期

3 何漢宏,梁伯潤(rùn),王慶瑞;PET離聚物的合成與結(jié)構(gòu)性能表征[J];中國(guó)紡織大學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

4 潘雁，黃玉惠，叢廣民;離聚物共混研究進(jìn)展[J];化學(xué)通報(bào);1996年10期

5 耿奎士，方靜，，牛月蘭，唐明義，楊佐釗;離聚物薄膜的合成和性能[J];化工新型材料;1995年12期

6 顧雪蓉,陳南斗,仲軍實(shí),楊昌正;聚醚聚氨酯雙離子型離聚物的介電性能研究[J];高分子學(xué)報(bào);1988年04期

7 夏天南;;肉品包裝新材料—離聚物塑料[J];肉類工業(yè);1989年08期

8 張泗文;離聚物的微觀結(jié)構(gòu)[J];合成橡膠工業(yè);1983年04期

9 徐新宇;張寶硯;田梅;席曼;;含液晶離聚物共混體系的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2009年02期

10 何漢宏,梁伯潤(rùn),王慶瑞;液晶離聚物[J];高分子通報(bào);1998年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 俞琳娟;彭仁貴;楊應(yīng)奎;;偶氮苯類離子液晶及其液晶離聚物的合成與性質(zhì)[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 阮超;陳力;王玉忠;;一種基于聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的液晶離聚物的合成與性能研究[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2014年

3 徐躍;汪鵬;張水洞;彭響方;;聚丁二酸丁二醇酯離聚物微孔泡沫結(jié)構(gòu)與性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題L：高分子加工[C];2017年

4 翁亮;顏嬌嬌;楊亞琦;謝鶴樓;張海良;;基于甲殼型液晶高分子的液晶離聚物的合成及其性能研究[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（暨第十二屆全國(guó)高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報(bào)告）會(huì)議論文集[C];2012年

5 牟濤;席曼;張?zhí)铌?任睦萍;張寶硯;;液晶離聚物及其和PBT/PA1010/PP共混物的制備和性能研究[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間材料專業(yè)委員會(huì)2011學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

6 張愛玲;曹飛羽;那貴洲;李三喜;田波;王松;呂震乾;;液晶離聚物/PEO/PMMA聚合物固體電解質(zhì)的制備與性能研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題J：高分子復(fù)合體系[C];2013年

7 陳全;張志杰;;離子聚合物的線性黏彈性行為[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

8 馬曉光;朱玉鴦;肖茹;顧利霞;;離子型共聚酯及其共混物的流變行為和熱性能的研究[A];2004年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集[C];2004年

9 宋衛(wèi);謝美然;;離子化二炔烴的易位環(huán)化聚合與共軛聚乙炔離聚物的性能研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題A：高分子合成[C];2013年

10 葛欣國(guó);敬新柯;劉從平;王氚;王德義;王玉忠;;含磷阻燃共聚酯離聚物/蒙脫土納米復(fù)合材料[A];2008年全國(guó)阻燃學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 張麗娜;聚甲基丙烯酸甲酯基離聚物的動(dòng)力學(xué)行為及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2017年

2 曲文忠;含磺酸離子的液晶離聚物及其復(fù)合材料的制備和性能研究[D];東北大學(xué);2011年

3 徐新宇;含不同離子的液晶離聚物及其PBT/PP共混物的制備和性能研究[D];東北大學(xué);2009年

4 朱肖楠;ACR基離聚物型PVC多功能加工助劑的合成與應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2012年

5 宋衛(wèi);易位環(huán)化聚合新方法和易位聚合物性能研究[D];華東師范大學(xué);2015年

6 相錚;能源轉(zhuǎn)換裝置中膜電極集合體關(guān)鍵材料研究及性能的優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2015年

7 伍建華;超支化聚三唑及支化三唑功能化聚乙炔的合成與性能研究[D];華東師范大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳璐;離聚物彈性體增韌聚乳酸共混體系[D];天津大學(xué);2018年

2 馬爽;吡啶型離子聚合物的制備及性能表征[D];東北大學(xué);2015年

3 白鷺;側(cè)基含咪唑離子基團(tuán)的主鏈離子聚合物的制備[D];東北大學(xué);2015年

4 劉琪芳;改性聚乳酸復(fù)合材料的制備及性能研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2018年

5 王爽;阻燃液晶離聚物的制備及其應(yīng)用[D];大連工業(yè)大學(xué);2014年

6 曹海燕;兩個(gè)系列含磺酸離子的主鏈液晶離聚物的合成與表征[D];東北大學(xué);2009年

7 劉群方;含三苯環(huán)結(jié)構(gòu)的聚芳醚離聚物陰離子交換膜合成與表征[D];華南理工大學(xué);2013年

8 杜暢;含膽甾醇基團(tuán)季胺鹽類液晶離聚物的合成與表征[D];東北大學(xué);2014年

9 胡珍;抗衡離子對(duì)離子交聯(lián)型聚合物形態(tài)及熱轉(zhuǎn)變的影響[D];湖北工業(yè)大學(xué);2016年

10 俞琳娟;偶氮苯類離子液晶及其液晶離聚物的合成與性質(zhì)[D];湖北大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2650536