本文關(guān)鍵詞：凹凸棒石改性聚乳酸的結(jié)構(gòu)和性能研究

  更多相關(guān)文章： 聚乳酸 凹凸棒石 納米復(fù)合材料 結(jié)構(gòu) 性能

【摘要】：聚乳酸(PLA)被稱為新世紀(jì)最有前途的新型包裝材料和生物醫(yī)用材料。但是,PLA制品存在質(zhì)脆、結(jié)晶速率慢、耐熱性能差和親水性能差等缺陷,這些缺陷嚴(yán)重限制了PLA作為通用塑料的廣泛使用。本文以天然一維無(wú)機(jī)納米粒子凹凸棒石(PA)同時(shí)作為PLA基體的異相成核劑和納米填料,通過(guò)熔融共混制備了PLA/PA納米復(fù)合材料。SEM和TEM結(jié)果表明,當(dāng)PA含量為3 wt%時(shí),可均勻分散在PLA基體中。通過(guò)紅外光譜和XPS分析證實(shí)了PA納米粒子表面的羥基與PLA基體中的羰基形成了氫鍵作用,當(dāng)PA含量為3 wt%時(shí),相互作用最強(qiáng),促進(jìn)了PA與PLA之間的相容性。PLA/PA納米復(fù)合材料的力學(xué)性能研究結(jié)果表明添加PA納米粒子提高了PLA/PA納米復(fù)合材料力學(xué)性能,使得PLA分子從脆性材料向韌性材料轉(zhuǎn)變,擴(kuò)寬了PLA的應(yīng)用領(lǐng)域。流變結(jié)果表明PLA/PA納米復(fù)合材料的復(fù)數(shù)黏度均高于純PLA的復(fù)數(shù)黏度,并且隨著PA添加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),這種趨勢(shì)在低頻區(qū)比高頻區(qū)明顯的多,說(shuō)明PA在PLA基體中形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而提高了PLA/PA納米復(fù)合材料的熔體黏度。在低剪切頻率區(qū),PLA/PA納米復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量明顯高于純PLA的儲(chǔ)能模量,并且隨著PA含量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),表明PA與PLA基體具有良好的相互作用,形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得PLA分子鏈的自由運(yùn)動(dòng)受到影響,使儲(chǔ)能模量明顯高于純PLA的儲(chǔ)能模量。添加PA納米粒子能改善PLA的熱穩(wěn)定性,當(dāng)添加3 wt%PA時(shí),復(fù)合材料的熱分解溫度比純PLA提高了11℃。添加PA納米粒子提高了PLA的結(jié)晶速率,在130℃時(shí),含3 wt%PA的復(fù)合材料的t_(1/2)為4.73 min,相比于純PLA的18.54 min加快了13.81 min,結(jié)晶速度提高了74.5%,說(shuō)明PA對(duì)PLA具有較好的異相成核作用,減小了PLA/PA納米復(fù)合材料的球晶尺寸。相比于純PLA,PLA/PA納米復(fù)合材料顯示出了良好的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶速率和力學(xué)性能,有望替代通用塑料應(yīng)用于食品包裝等領(lǐng)域。本研究結(jié)果可為PLA產(chǎn)品的物理改性和應(yīng)用研發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：聚乳酸 凹凸棒石 納米復(fù)合材料 結(jié)構(gòu) 性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 引言8-23
• 1.1 聚乳酸（PLA）的研究進(jìn)展9-20
• 1.1.1 PLA的合成方法9-11
• 1.1.2 PLA的物理性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)特征11-12
• 1.1.3 PLA的晶體結(jié)構(gòu)12
• 1.1.4 PLA的結(jié)晶性能和熔融行為12-16
• 1.1.5 PLA的流變特性16-17
• 1.1.6 PLA的改性研究17-20
• 1.2 凹凸棒石及其改性高分子材料研究20-22
• 1.3 本論文的研究思路和研究方法22-23
• 2 實(shí)驗(yàn)部分23-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料23-24
• 2.2 PLA/PA納米復(fù)合材料的制備方法24
• 2.3 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備24
• 2.4 測(cè)試與表征24-27
• 2.4.1 力學(xué)性能測(cè)試24-25
• 2.4.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試25
• 2.4.3 掃描電鏡和透射電鏡觀察微觀形貌25
• 2.4.4 傅立葉變換紅外光譜分析(FT-IR)25
• 2.4.5 流變性能分析25
• 2.4.6 差示掃描量熱儀分析（DSC）25-26
• 2.4.7 偏光顯微鏡(POM)觀察26
• 2.4.8 熱穩(wěn)定性分析(TGA)26-27
• 3 PLA/PA納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能研究27-40
• 3.1 PLA/PA納米復(fù)合材料的SEM與TEM分析27-28
• 3.2 PLA/PA納米復(fù)合材料的FT-IR分析28-32
• 3.3 PLA/PA納米復(fù)合材料的XPS分析32-37
• 3.4 PLA/PA納米復(fù)合材料的力學(xué)性能37-38
• 3.5 PLA/PA納米復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 4 PLA/PA納米復(fù)合材料的流變性能、熱學(xué)性能和結(jié)晶行為研究40-51
• 4.1 PLA和PLA/PA納米復(fù)合材料的流變性能40-42
• 4.2 PLA/PA納米復(fù)合材料的熱學(xué)性能42-46
• 4.2.1 DSC分析42-45
• 4.2.2 TGA分析45-46
• 4.3 PLA/PA納米復(fù)合材料的結(jié)晶行為46-50
• 4.3.1 等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)46-49
• 4.3.2 POM觀察49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 5 結(jié)論51-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-62
• 攻讀工程碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉志陽(yáng);翁云宣;黃志剛;楊楠;張敏;;聚乳酸成核劑研究進(jìn)展[J];生物工程學(xué)報(bào);2016年06期

2 郭文文;顧曉華;宋雪;李博文;劉鶴;;PBC/PLA/凹凸棒土納米復(fù)合材料的制備與性能研究[J];齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期

3 劉輝;王肖杰;張留學(xué);;丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法合成高分子量聚乳酸[J];廣州化工;2015年16期

4 王共喜;董建廷;范仲勇;;納米凹凸棒對(duì)聚乳酸結(jié)晶行為的影響[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

5 蘭小蓉;吳楓;季得運(yùn);馮建民;劉正英;楊鳴波;;成核劑及其完善劑對(duì)聚乳酸結(jié)晶行為的影響[J];高分子學(xué)報(bào);2013年08期

6 李向陽(yáng);魏麗喬;李訓(xùn)剛;鞏翼龍;;聚乳酸成核劑的研究進(jìn)展[J];塑料科技;2012年07期

7 魏俊超;馬麗莉;戴延鳳;陳義旺;章培標(biāo);崔毅;陳學(xué)思;;改性羥基磷灰石/聚乳酸納米復(fù)合材料的結(jié)晶行為[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2011年11期

8 張競(jìng);程曉春;徐青海;吳建;鄒俊;;稀土成核劑對(duì)聚乳酸結(jié)晶行為和熱性能的影響[J];精細(xì)石油化工;2011年05期

9 郭有鋼;徐翔民;張予東;張普玉;;不同納米粒子對(duì)聚乳酸熱性能的影響[J];河南化工;2010年16期

10 莊韋;賈海軍;王U，

本文編號(hào)：724982