【摘要】：聚乳酸(PLA)是一種源自可再生資源的生物降解材料,因具有良好的生物相容性和優(yōu)異的綜合性能被廣泛的關(guān)注,但其存在熱穩(wěn)定性差、結(jié)晶困難等缺陷,而共聚改性的方式能夠有效的改善PLA的結(jié)晶性能和熱穩(wěn)定性,故本文利用聚己內(nèi)酰胺和PLA共聚制備一種聚酯酰胺,通過在PLA鏈段中引入熱穩(wěn)定性較好且含有氫鍵作用的聚己內(nèi)酰胺鏈段,在聚乳酸結(jié)晶時充分利用氫鍵作用對PLA分子鏈的重排的影響來改善PLA的結(jié)晶性能,對于開發(fā)PLA在包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用有很大的潛在意義。本文采用不同的聚合體系制備聚酯酰胺,探討了催化劑的用量、聚合時間和聚合溫度等因素對聚酯酰胺粘均分子量的影響,通過紅外圖譜和核磁圖譜對合成的聚酯酰胺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,采用差示掃描量熱儀(DSC)、熱失重分析儀(TG)、偏光顯微鏡(POM)、X射線衍射儀(XRD)和旋轉(zhuǎn)流變儀等研究了聚酯酰胺的熱性能、結(jié)晶性能和流變性能。結(jié)果表明,選用PLA預(yù)聚物和聚己內(nèi)酰胺預(yù)聚物共聚體系更容易制備出聚酯酰胺,聚己內(nèi)酰胺鏈段的引入改善了PLA的熱穩(wěn)定性,加快了PLA的結(jié)晶,儲能模量降低,而損耗模量增加。同時,為了進(jìn)一步研究聚己內(nèi)酰胺鏈段的引入對PLA結(jié)晶性能的影響,本文采用DSC測試了聚酯酰胺的不同溫度下的等溫結(jié)晶過程和不同降溫速率下的非等溫結(jié)晶過程,并采用不同的理論和方法分析了該體系的等溫和非等溫結(jié)晶動力學(xué)的過程。分析結(jié)果表明,Avrami方程可以較好地分析聚酯酰胺的等溫結(jié)晶動力學(xué)過程,莫志深法和Jeziorny法分析該體系的非等溫結(jié)晶過程較理想,而Oz awa法并不理想,等溫結(jié)晶的動力學(xué)參數(shù)n值處于2.5到3.4之間,較好的驗(yàn)證了聚酯酰胺的三維球晶形貌,結(jié)晶的活化能的大小反映出高溫有利于該物質(zhì)的等溫結(jié)晶過程,PA6組分含量的增加,有利于聚酯酰胺的結(jié)晶,提高降溫速率有利于提高其結(jié)晶速率。
[Abstract]:Polylactic acid (PLA) is a kind of biodegradable material derived from renewable resources. It has been widely concerned because of its good biocompatibility and excellent comprehensive properties, but it has some defects such as poor thermal stability and difficult crystallization. The method of copolymerization modification can effectively improve the crystallization and thermal stability of PLA. Therefore, a kind of polyester amide was prepared by copolymerization of poly (caprolactam) and PLA. By introducing poly (caprolactam) segments with good thermal stability and hydrogen bonding into the PLA segment, the crystallization properties of PLA were improved by making full use of the effect of hydrogen bonding on the rearrangement of PLA chains during the crystallization of poly (lactic acid). For the development of PLA in packaging and other areas of application has a great potential significance. In this paper, polyester amides were prepared with different polymerization systems. The effects of the amount of catalyst, polymerization time and polymerization temperature on the viscosity average molecular weight of polyester amides were discussed. The structure of the synthesized polyester amide was characterized by IR and NMR spectra. The differential scanning calorimeter (DSC),) thermogravimetric analyzer (TG),) polarizing microscope (POM),) was used. The thermal, crystallization and rheological properties of polyester amide were studied by X-ray diffractometer (XRD) and rotary rheometer. The results show that it is easier to prepare polyester amide by using PLA prepolymer and polycaprolactam prepolymer copolymerization system. The introduction of polycaprolactam chain improves the thermal stability of PLA, accelerates the crystallization of PLA, and decreases the storage modulus. The loss modulus increases. At the same time, in order to further study the effect of the introduction of polycaprolactam on the crystallization properties of PLA, the isothermal crystallization process of polyester amide at different temperatures and the non-isothermal crystallization process at different cooling rates were measured by DSC. Different theories and methods were used to analyze the isothermal and non isothermal crystallization kinetics of the system. The results show that the isothermal crystallization kinetics of polyester amide can be well analyzed by Avrami equation, the non-isothermal crystallization process of the system by Mozhi-depth method and Jeziorny method is ideal, but the Oz awa method is not ideal. The kinetic parameter n of isothermal crystallization is between 2.5 and 3.4, which verifies the three-dimensional spherulite morphology of polyester amide, and the activation energy of crystallization reflects that high temperature is favorable to the isothermal crystallization process. The increase of PA6 content is beneficial to the crystallization of polyester amide and the increase of cooling rate.
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O633

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10 楊永U

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