【摘要】：聚合物材料在日常生活和工業(yè)等領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用,隨著環(huán)境污染的加劇,尋找可再生的、可生物降解的聚合物材料來代替石油基產(chǎn)品是十分必要的。聚乳酸(PLA)是一種多用途的聚合物,由可再生農(nóng)業(yè)原料制成,具有可生物降解性、可回收性、透明性和易加工性等性能,主要用于食品包裝、一次性杯子等。但它也存在性脆、抗沖擊性差、對熱不穩(wěn)定、價(jià)格貴等缺點(diǎn),限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。聚乙烯(PE)也是很常用的一種高分子材料,廣泛應(yīng)用在薄膜領(lǐng)域,它也存在耐熱性差、不耐光氧化和不易降解等缺點(diǎn)�？上蛩鼈冎屑尤胍恍﹥r(jià)廉質(zhì)優(yōu)的物質(zhì)來改善它們某些方面的缺陷,其中最吸引人的天然填料——纖維素。天然纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的優(yōu)勢在于它的低成本和高性能。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,每年都產(chǎn)生大量農(nóng)作物秸稈,其中21%是麥草秸稈,秸稈中含有大量的纖維素成分。把纖維素或者其衍生物加入到聚乳酸和聚乙烯中,以改善PLA的力學(xué)性能和聚乙烯的降解性能等。這樣可以得到更好的聚合物產(chǎn)品,同時(shí)也使農(nóng)業(yè)廢棄物得到利用。主要研究成果如下。1.微晶纖維素(MCC)的制備。選用的原料為麥草纖維素,采用的方法為稀酸水解。最后選用最合適的實(shí)驗(yàn)條件(反應(yīng)溫度140°C,硫酸濃度2%,反應(yīng)時(shí)間3 h,固液比為1:10)進(jìn)行SEM、XRD、FT-IR等測試。通過SEM分析得到了小塊狀的微晶纖維素(MCC),表明很好的把纖維素中的非結(jié)晶區(qū)去除;通過對XRD圖結(jié)晶度的計(jì)算,得到了較高的結(jié)晶度值為67.33%的微晶纖維素;通過FT-IR分析得到MCC與纖維素具有相同的結(jié)構(gòu)。此條件下糖酸液中的糖含量為33.20%。通過熱重分析,說明高溫時(shí)MCC含有更多的阻燃性的I型結(jié)晶纖維素。2.微晶纖維素與聚乳酸的復(fù)合。通過添加不同量的微晶纖維素(2 wt%,4wt%,6 wt%,8wt%)與聚乳酸復(fù)合,最后發(fā)現(xiàn)添加4 wt%微晶纖維素的聚乳酸復(fù)合材料拉伸性能最好,其拉伸強(qiáng)度值為73.01MPa,與PLA相比,此值增加了8.40%,彈性模量增加了2.62%。不同添加量的微晶纖維素的復(fù)合物在彎曲模量(除PLA-8)和彎曲強(qiáng)度上也有較好的提高。XRD和DSC分析表明,添加MCC使得PLA/MCC復(fù)合物的結(jié)晶度也得到了提高。3.微晶纖維素與聚乙烯的復(fù)合。通過添加不同量的微晶纖維素(2 wt%,4 wt%,6 wt%,8wt%)與聚乙烯復(fù)合。最后通過FT-IR發(fā)現(xiàn)兩者主要是物理復(fù)合;通過XRD圖發(fā)現(xiàn),添加微晶纖維素對聚乙烯的結(jié)晶性能有很明顯的改變;拉伸性能的測試表明添加微晶纖維素的復(fù)合物拉伸強(qiáng)度有一些下降,但還是有很好的拉伸強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O636.11
【圖文】：

圖 3.2 實(shí)驗(yàn)樣條表征外光譜（FT-IR）8400S 型紅外光譜儀進(jìn)行測試，將 KBr 加入到樣品00 - 4000 cm-1。射分析（XRD）-6000 進(jìn)行測試，將樣品放入測試板上用玻璃板壓速度 10°/min。顯微鏡（SEM）700F 進(jìn)行測試，工作電壓為 3 kV。重分析（DTA-TGA）

PLA 和 PLA-4 的兩次升溫曲線圖，從中可以看到 PLA有 3 個(gè)主要的溫度，玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg）、冷結(jié)晶（Tc）和以看出 PLA 的 Tg值為 62.02 °C，PLA-4 的 Tg值為 63現(xiàn)象，通常解釋為聚合物分子鏈間分離的過程，Tg的增

圖 4.4 PE 和 PE/MCC.3.4拉伸性能測試表 4.4 是 PE 和 PE/MCC 17.21 MPa，添加微晶纖維素的復(fù)合材料拉伸性能有所下降，添加量為，拉伸強(qiáng)度有很小的下降，值為，拉伸強(qiáng)度值較 PE 下降的多些，但也不是很大。他們?nèi)齻�(gè)變化很小，說明添加一定范圍的量過斷裂伸長率數(shù)據(jù)可知，添加了因是 MCC 的添加會(huì)引起大量的應(yīng)力集中點(diǎn)，使得材料張力減小，伸長率減小。盡管 PE/MCC很多領(lǐng)域，如農(nóng)用地膜。復(fù)合材料的 TGA（A）和 DTA（B）的曲線圖復(fù)合材料的拉伸測試結(jié)果。PE 的拉伸強(qiáng)度最16.82 MPa，當(dāng)添加量為 4 wt%，下降的多些，但也不是很大。他們?nèi)齻�(gè)之間一定范圍的量的微晶纖維素對聚乙烯的拉伸性能MCC的復(fù)合材料的斷裂伸長率都比純復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有所下降，但是地膜。更重要的是，減少了 PE 的使用量，對于它的6 wt%之間的拉伸的微晶纖維素對聚乙烯的拉伸性能改的添加會(huì)引起大量的應(yīng)力集中點(diǎn)，使得材料張力減小，從而的拉伸強(qiáng)度有所下降，但是也可對于它的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2788105