聚乳酸（Polylactide,PLA）環(huán)境友好、生物相容性良好、可降解、可再生、強(qiáng)度高、模量高,被譽(yù)為傳統(tǒng)石油基塑料的理想替代品。通過超臨界流體微孔發(fā)泡技術(shù)在PLA內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu),可以提高韌性,實(shí)現(xiàn)輕量化,降低成本。木粉作為天然生物質(zhì)材料,與PLA復(fù)合再進(jìn)行發(fā)泡加工能夠得到一種全降解微孔發(fā)泡復(fù)合材料,并且木粉能夠減小泡孔尺寸、提高泡孔密度、同時(shí)對發(fā)泡材料具有一定的增強(qiáng)作用。但是,PLA基體屬于半結(jié)晶性聚合物、結(jié)晶速率慢、熔體強(qiáng)度低,高的木粉填充量也會(huì)破壞基體的連續(xù)相結(jié)構(gòu),這些因素都不利于制備具有良好泡孔結(jié)構(gòu)的微孔發(fā)泡PLA/木粉復(fù)合材料。本文設(shè)計(jì)“高溫保壓,低溫發(fā)泡”發(fā)泡工藝,并優(yōu)化了 PLA發(fā)泡的工藝參數(shù);確定了木粉能有效促進(jìn)泡孔異相成核的添加量,研究了木粉周圍的泡孔生長方式;最后分別通過擴(kuò)鏈改性以改善基體的熔體強(qiáng)度以及通過和柔性聚合物共混改善基體黏彈性,制備了具有良好泡孔結(jié)構(gòu)的微孔發(fā)泡PLA/木粉復(fù)合材料。論文主要研究結(jié)果如下:在PLA熔融溫度以上（180 ℃）飽和20 min能夠促進(jìn)超臨界C02在PLA基體中的擴(kuò)散和溶解,在PLA結(jié)晶溫度范圍內(nèi)（90-120 ℃）飽和20 m... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超臨界流體微孔發(fā)泡原理示意圖fuel

１．２．２．１高壓釜間歇發(fā)泡法??高壓釜間歇發(fā)泡法是聚合物微孔發(fā)泡加工最早采用方法。１９８１年麻省理工學(xué)院的??Ｍａｒｔｉｎｉ最先采用間歇法制備微孔塑料，隨后Ｃｏｌｔｏｎ等對間歇發(fā)泡進(jìn)一步的改進(jìn)，圖１－２??為Ｎｏｆａｒ課題組設(shè)計(jì)的可視化間歇高壓釜發(fā)泡裝置示意圖［２７］。其成型過程主要包括兩個(gè)??步驟：一是超臨界流體均勻地溶解擴(kuò)散至聚合物基體中，形成均相體系：二是通過快速??升溫或者快速卸壓的方式，誘導(dǎo)泡孔成核、長大及定型。按照誘發(fā)熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)的??方法又可分為快速升溫法發(fā)泡以及快速卸壓法發(fā)泡�？焖偕郎匕l(fā)泡是指在低溫高壓下飽??和一段時(shí)間，然后緩慢卸壓，使聚合物中充滿大量的氣體分子；然后置于高溫油浴使體??系溫度快速升高，聚舍物中氣體溶解度的降低和膨脹促進(jìn)泡孔成核及長大；最后置于水??中使得泡孔定型�？焖傩秹喊l(fā)泡是指在高溫高壓下形成兩相均勻體系；然后快速卸壓

１－２．２．３連續(xù)擠出發(fā)泡??上世紀(jì)九十年代初，Ｐａｒｋ等成功開發(fā)了連續(xù)擠出發(fā)泡設(shè)備，大大提高了生產(chǎn)效??率，實(shí)現(xiàn)了聚合物微孔發(fā)泡材料的工業(yè)化量產(chǎn)。圖１－４所示的是擠出發(fā)泡成型裝置示意??圖［２８］，聚合物從加料斗加入擠出機(jī)后，經(jīng)過擠出螺桿壓縮，熔融塑化之后，與注氣口注??入的氣體相混合，在螺桿剪切混合作用下形成聚合物熔體／氣體均相體系，然后通過擠??出機(jī)頭口模的快速卸壓得到微孔發(fā)泡制品。擠出發(fā)泡過程可以劃分為三個(gè)階段：聚合物??熔融塑化、聚合物熔體／氣體均相體系形成、離模微孔發(fā)泡。通常需要在機(jī)頭與口模之??間添加靜態(tài)混合器單元提高混合效果。此外，由于超臨界流體具有液體的密度，氣體的??流動(dòng)性，在注入發(fā)泡劑時(shí)采用超臨界流體能進(jìn)一步提高熔體對氣體的溶解速率，并且能??在更短的時(shí)間內(nèi)形成聚合物熔體／氣體均相體系。擠出發(fā)泡成型通常也是通過氣熔體系??快速卸壓過程產(chǎn)生氣泡核進(jìn)而產(chǎn)生微孔，因此需要在擠出機(jī)頭部位安裝快速卸壓成核裝??置。??ｃｌ??Ｉ?ｊ?ｆｉｒｓｔ??ｓｙｒｉｎｇｅ?ｎ?￣３—：丨?ｅｘｔｒｕｄｅｒ??ｇａｓＩ?ｄｉｅ??ＰｕｍＰ?＾ｆｆｉ＿ｇｅａｒ?ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ?．??—＿ｐｕｍｐ??￣［＊Ｖ／?／／?／／?／／??ｓ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超臨界CO2對發(fā)泡PP/木粉復(fù)合材料性能的影響[J]. 張桂新,崔中紋,任佳偉,劉濤,郭衛(wèi)紅.  華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[2]超臨界流體制備微發(fā)泡聚合物材料的研究進(jìn)展[J]. 翟文濤,余堅(jiān),何嘉松.  高分子通報(bào). 2009(03)

博士論文
[1]長鏈支化聚乳酸體系結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究[D]. 白靜.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]超臨界二氧化碳在聚烯烴共混物發(fā)泡及加工中的應(yīng)用研究[D]. 王坤.中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所 2016
[3]壓力誘導(dǎo)流動(dòng)加工增強(qiáng)增韌結(jié)晶聚合物及其微孔發(fā)泡研究[D]. 付大炯.華南理工大學(xué) 2016
[4]微孔發(fā)泡聚乳酸泡孔結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究[D]. 余鵬.華南理工大學(xué) 2015
[5]聚乳酸多孔支架制備及泡孔結(jié)構(gòu)與形態(tài)的研究[D]. 陳斌藝.華南理工大學(xué) 2014
[6]低熔體強(qiáng)度結(jié)晶型聚合物CO2發(fā)泡過程設(shè)計(jì)和控制[D]. 李大超.華東理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]聚乳酸超臨界二氧化碳發(fā)泡研究[D]. 肖千珍.華南理工大學(xué) 2012
[2]超臨界CO2制備聚乳酸發(fā)泡材料成型技術(shù)研究[D]. 晏夢雪.華南理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2909491