PPC/PHB復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能及阻隔機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-04 18:23
聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)是由二氧化碳和環(huán)氧丙烷合成的一種脂肪族聚碳酸酯,完全生物降解且具有較好的氣體阻隔性能,然而PPC的熱力學(xué)性能較差,氧氣阻隔性能仍低于傳統(tǒng)阻隔材料EVOH,應(yīng)用受到限制。聚-3-羥基丁酸酯(PHB)是由生物發(fā)酵產(chǎn)生的一類(lèi)熱塑性聚酯,完全生物可降解,阻隔性能優(yōu)異,力學(xué)強(qiáng)度和模量與聚丙烯相似,然而PHB脆性大,加工窗口窄,限制了其推廣應(yīng)用。將PHB與PPC進(jìn)行共混改性,可以有效增強(qiáng)PPC的力學(xué)性能和阻隔性能,將為PPC和PHB在包裝材料的進(jìn)一步應(yīng)用提供新方法和理論指導(dǎo)。首先采用哈克轉(zhuǎn)矩流變儀熔融共混制備PPC/PHB共混材料,通過(guò)紅外光譜分析PPC與PHB之間相互作用、差示掃描量熱(DSC)和偏光顯微鏡(POM)分析復(fù)合材料的結(jié)晶性能,結(jié)果表明PPC與PHB之間存在著較強(qiáng)的氫鍵作用力,PHB的加入提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和氧氣阻隔性能;诜肿娱g氫鍵可以加強(qiáng)樹(shù)脂基體與填料之間的相互作用,在PPC/PHB體系中引入納米微晶纖維素(CNC)作為增強(qiáng)填料,考慮到CNC的分散性問(wèn)題,以水溶性的聚乙二醇(PEG-10000)作為CNC載體,制備了PEG/CNC母料,將其分別與...
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 聚甲基乙撐碳酸酯的結(jié)構(gòu)與性能
1.2.1 聚甲基乙撐碳酸酯的分子結(jié)構(gòu)
1.2.2 聚甲基乙撐碳酸酯的性能
1.3 聚-3-羥基丁酸酯的結(jié)構(gòu)與性能
1.3.1 聚-3-羥基丁酸酯的的分子結(jié)構(gòu)
1.3.2 聚-3-羥基丁酸酯的性能
1.4 聚甲基乙撐碳酸酯/聚-3-羥基丁酸酯復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.5 本論文研究的目的、意義和主要內(nèi)容
1.5.1 本論文的研究目的和意義
1.5.2 本論文研究課題的來(lái)源及主要的研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.3 樣品制備
2.3.1 PPC基復(fù)合材料制備
2.3.2 封端改性PPC制備
2.3.3 PPC/PHB注塑樣品制備
2.3.4 PPC/PHB/Ax8900共混吹塑薄膜制備
2.4 樣品測(cè)試與表征
2.4.1 紅外光譜
2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試
2.4.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能(DMA)分析
2.4.4 熱學(xué)性能
2.4.5 動(dòng)態(tài)黏彈流變性能
2.4.6 特性黏度
2.4.7 偏光顯微鏡(POM)測(cè)試
2.4.8 微觀形貌
2.4.9 透光率及霧度測(cè)試
2.4.10 阻隔性能
第三章 PPC/PHB/CNC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.1 引言
3.2 PPC/PHB復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.2.1 紅外光譜分析
3.2.2 結(jié)晶行為
3.2.3 力學(xué)性能
3.2.4 氣體阻隔性能
3.3 PPC/PEG/CNC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.3.1 PPC、PEG和CNC的氫鍵作用機(jī)理
3.3.2 力學(xué)性能
3.3.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.4 復(fù)合材料的微觀形貌
3.3.5 氧氣阻隔性能
3.4 PPC-PEG-CNC-PHB復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.4.1 動(dòng)態(tài)流變
3.4.2 力學(xué)性能
3.4.3 復(fù)合材料的微觀形態(tài)
3.4.4 氣體阻隔性能
3.5 本章小結(jié)
第四章 PPC/PHB復(fù)合材料的流變、形態(tài)與性能
4.1 PPC的封端
4.1.1 MA、ADR4370、Ax8900結(jié)構(gòu)式
4.1.2 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的動(dòng)態(tài)流變性能
4.1.2.1 封端劑類(lèi)型對(duì)PPC復(fù)數(shù)黏度的影響
4.1.2.2 封端劑類(lèi)型對(duì)PPC彈性模量的影響
4.1.3 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的熱性能
4.1.4 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的特性黏度
4.1.5 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的力學(xué)性能
4.2 PPC/PHB共混體系的流變、形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能
4.2.1 脆斷面形貌分析
4.2.2 動(dòng)態(tài)流變性能
4.3 熱性能
4.4 PPC/PHB復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.4.1 拉伸和彎曲性能
4.4.2 PPC/PHB復(fù)合材料的拉伸形貌分析
4.5 PPC/PHB/Ax8900共混體系的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.5.1 脆斷面形貌分析
4.5.2 動(dòng)態(tài)流變性能
4.5.3 力學(xué)性能
4.6 本章小結(jié)
第五章 PPC/PHB復(fù)合材料擠出吹塑薄膜的結(jié)構(gòu)與性能
5.1 吹塑薄膜的微觀形貌
5.2 吹塑薄膜的性能
5.2.1 力學(xué)性能
5.2.2 透光率
5.2.3 霧度
5.2.4 阻隔性能
5.2.4.1 水蒸氣阻隔性能
5.2.4.2 氧氣阻隔性能
5.3 本章小結(jié)
第六章 PPC/PHB復(fù)合材料阻隔機(jī)理分析
6.1 PPC/PHB復(fù)合材料的阻隔模型
6.2 PPC/PHB/Ax8900共混復(fù)合薄膜的阻隔模型
6.3 CNC存在情況下復(fù)合材料的氣體阻隔模型及機(jī)理
6.3.1 納米微晶纖維素的阻隔機(jī)理
6.3.2 納米微晶纖維素的氣體阻隔模型
6.3.3 PPC/PEG/CNC阻隔性能模型預(yù)測(cè)
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)法制備納米微晶纖維素的研究進(jìn)展[J]. 李媛媛,戴紅旗. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
[2]PHBV-GMA與PHBV-GMA/PPC共混物中接枝物的熱性能與形態(tài)結(jié)構(gòu)[J]. 李靜. 高分子通報(bào). 2010(06)
[3]聚3-羥基丁酸酯從熔體薄膜及溶液中形成的球晶結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)機(jī)理[J]. 曹啟坤,喬曉平,王輝,劉結(jié)平. 中國(guó)科學(xué)(B輯:化學(xué)). 2008(08)
[4]聚β-羥基丁酸酯和聚碳酸亞丙酯的共混體系研究[J]. 楊冬芝,胡平. 塑料. 2006(04)
[5]POLY (β-HYDROXYALKANOATES): NATURAL BIOCOMPATIBLE AND BIODEGRADABLE POLYESTERS PRODUCED BY BACTERIA[J]. ROBERT W. LENZ,RICHARD A. GROSS,HELMUT BRANDL,R. CLINTON FULLER. Chinese Journal of Polymer Science. 1989(04)
碩士論文
[1]聚碳酸亞丙酯及其復(fù)合材料的改性研究[D]. 徐廣.海南大學(xué) 2011
本文編號(hào):3727709
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 聚甲基乙撐碳酸酯的結(jié)構(gòu)與性能
1.2.1 聚甲基乙撐碳酸酯的分子結(jié)構(gòu)
1.2.2 聚甲基乙撐碳酸酯的性能
1.3 聚-3-羥基丁酸酯的結(jié)構(gòu)與性能
1.3.1 聚-3-羥基丁酸酯的的分子結(jié)構(gòu)
1.3.2 聚-3-羥基丁酸酯的性能
1.4 聚甲基乙撐碳酸酯/聚-3-羥基丁酸酯復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.5 本論文研究的目的、意義和主要內(nèi)容
1.5.1 本論文的研究目的和意義
1.5.2 本論文研究課題的來(lái)源及主要的研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.3 樣品制備
2.3.1 PPC基復(fù)合材料制備
2.3.2 封端改性PPC制備
2.3.3 PPC/PHB注塑樣品制備
2.3.4 PPC/PHB/Ax8900共混吹塑薄膜制備
2.4 樣品測(cè)試與表征
2.4.1 紅外光譜
2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試
2.4.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能(DMA)分析
2.4.4 熱學(xué)性能
2.4.5 動(dòng)態(tài)黏彈流變性能
2.4.6 特性黏度
2.4.7 偏光顯微鏡(POM)測(cè)試
2.4.8 微觀形貌
2.4.9 透光率及霧度測(cè)試
2.4.10 阻隔性能
第三章 PPC/PHB/CNC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.1 引言
3.2 PPC/PHB復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.2.1 紅外光譜分析
3.2.2 結(jié)晶行為
3.2.3 力學(xué)性能
3.2.4 氣體阻隔性能
3.3 PPC/PEG/CNC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.3.1 PPC、PEG和CNC的氫鍵作用機(jī)理
3.3.2 力學(xué)性能
3.3.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.4 復(fù)合材料的微觀形貌
3.3.5 氧氣阻隔性能
3.4 PPC-PEG-CNC-PHB復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
3.4.1 動(dòng)態(tài)流變
3.4.2 力學(xué)性能
3.4.3 復(fù)合材料的微觀形態(tài)
3.4.4 氣體阻隔性能
3.5 本章小結(jié)
第四章 PPC/PHB復(fù)合材料的流變、形態(tài)與性能
4.1 PPC的封端
4.1.1 MA、ADR4370、Ax8900結(jié)構(gòu)式
4.1.2 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的動(dòng)態(tài)流變性能
4.1.2.1 封端劑類(lèi)型對(duì)PPC復(fù)數(shù)黏度的影響
4.1.2.2 封端劑類(lèi)型對(duì)PPC彈性模量的影響
4.1.3 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的熱性能
4.1.4 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的特性黏度
4.1.5 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的力學(xué)性能
4.2 PPC/PHB共混體系的流變、形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能
4.2.1 脆斷面形貌分析
4.2.2 動(dòng)態(tài)流變性能
4.3 熱性能
4.4 PPC/PHB復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.4.1 拉伸和彎曲性能
4.4.2 PPC/PHB復(fù)合材料的拉伸形貌分析
4.5 PPC/PHB/Ax8900共混體系的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.5.1 脆斷面形貌分析
4.5.2 動(dòng)態(tài)流變性能
4.5.3 力學(xué)性能
4.6 本章小結(jié)
第五章 PPC/PHB復(fù)合材料擠出吹塑薄膜的結(jié)構(gòu)與性能
5.1 吹塑薄膜的微觀形貌
5.2 吹塑薄膜的性能
5.2.1 力學(xué)性能
5.2.2 透光率
5.2.3 霧度
5.2.4 阻隔性能
5.2.4.1 水蒸氣阻隔性能
5.2.4.2 氧氣阻隔性能
5.3 本章小結(jié)
第六章 PPC/PHB復(fù)合材料阻隔機(jī)理分析
6.1 PPC/PHB復(fù)合材料的阻隔模型
6.2 PPC/PHB/Ax8900共混復(fù)合薄膜的阻隔模型
6.3 CNC存在情況下復(fù)合材料的氣體阻隔模型及機(jī)理
6.3.1 納米微晶纖維素的阻隔機(jī)理
6.3.2 納米微晶纖維素的氣體阻隔模型
6.3.3 PPC/PEG/CNC阻隔性能模型預(yù)測(cè)
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)法制備納米微晶纖維素的研究進(jìn)展[J]. 李媛媛,戴紅旗. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)
[2]PHBV-GMA與PHBV-GMA/PPC共混物中接枝物的熱性能與形態(tài)結(jié)構(gòu)[J]. 李靜. 高分子通報(bào). 2010(06)
[3]聚3-羥基丁酸酯從熔體薄膜及溶液中形成的球晶結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)機(jī)理[J]. 曹啟坤,喬曉平,王輝,劉結(jié)平. 中國(guó)科學(xué)(B輯:化學(xué)). 2008(08)
[4]聚β-羥基丁酸酯和聚碳酸亞丙酯的共混體系研究[J]. 楊冬芝,胡平. 塑料. 2006(04)
[5]POLY (β-HYDROXYALKANOATES): NATURAL BIOCOMPATIBLE AND BIODEGRADABLE POLYESTERS PRODUCED BY BACTERIA[J]. ROBERT W. LENZ,RICHARD A. GROSS,HELMUT BRANDL,R. CLINTON FULLER. Chinese Journal of Polymer Science. 1989(04)
碩士論文
[1]聚碳酸亞丙酯及其復(fù)合材料的改性研究[D]. 徐廣.海南大學(xué) 2011
本文編號(hào):3727709
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