【摘要】：聚乳酸(PLA)是一種生物質(zhì)且可生物降解的人工合成的聚酯材料。在眾多的可生物降解聚合物材料中,聚乳酸有著可以和某些工程塑料(聚乙烯和聚丙烯)相媲美的性能優(yōu)勢,例如有一定的強度、耐熱性和極好的加工性能(可通過擠出和注塑等方式加工成型)。聚乳酸正因為這些特點,而被廣為研究和應用。但聚乳酸韌性差的缺點使其不能滿足對韌性要求高的領域(如3D打印材料和吹塑材料等)的需求。目前,聚乳酸的增韌改性方法分為化學與物理兩種方法,但化學方法存在成本高,在操作復雜且難以實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的問題,而物理方法相對來說就更為簡便,成本也相對較低。本文研究了柔性可降解生物聚酯和納米粒子對聚乳酸增韌改性效果及增韌改性機理。主要內(nèi)容如下:1、聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)和納米二氧化硅(SiO_2)復合增韌PLA的研究:成功制備了用油酸修飾的納米二氧化硅(O-SiO_2),并制備了PLA/PBS/SiO_2和PLA/PBS/O-SiO_2納米復合材料。SiO_2/O-SiO_2的添加提高了PLA的熱穩(wěn)定性,除此之外,當SiO_2/O-SiO_2的添加量為3 wt%時,PLA/PBS/O-SiO_2納米復合材料比PLA/PBS/SiO_2納米復合材料提升了35%;PLA/PBS/O-SiO_2納米復合材料的彎曲強度和彎曲模量分別較PLA/PBS/SiO_2納米復合材料提升了24%和22%。SEM圖片表明,PLA/PBS/SiO_2納米復合材料和PLA/PBS/O-SiO_2納米復合材料的斷裂沖擊斷面比純PLA粗糙,尤其是PLA/PBS/O-SiO_2納米復合材料�？傊�,復合改性提高了PLA的韌性,O-SiO_2經(jīng)油酸修飾后,比SiO_2與基體的粘附性增強,所以增強增韌效果優(yōu)于SiO_2。2、聚(己二酸對苯二甲酸丁二酯)(PBAT)增韌PLA的研究:PBAT的加入對PLA的熱穩(wěn)定性基本沒有影響;當PBAT的添加量為5 wt%時,PLA/PBAT共混物的沖擊強度和斷裂韌性與純PLA相比分別提高了35%和13%;PLA/PBAT共混物的彎曲強度和模量分別降低了8%和14%�？傮w來說,當PBAT的添加量為5 wt%時,PBAT對PLA的增韌效果最好。SEM圖片顯示,PLA/PBAT共混物表面粗糙不平并有原纖化現(xiàn)象產(chǎn)生。3、PBAT和納米氧化鋁(Al_2O_3)復合增韌PLA的研究:納米Al_2O_3的添加略微降低了PLA/PBAT共混物的熱穩(wěn)定性。當納米Al_2O_3的添加量為1.0 wt%時,PLA/PBAT/Al_2O_3納米復合材料的沖擊強度和斷裂韌性分別較PLA/PBAT共混物增加了35%和22%。PLA/PBAT/Al_2O_3納米復合材料的彎曲強度和彎曲模量相較于PLA/PBAT共混物有不同程度的提升。SEM圖片顯示,PLA/PBAT/Al_2O_3納米復合材料有著比PLA/PBAT共混物和純PLA更為粗糙的表面�？傊�,PBAT和納米Al_2O_3對PLA有復合增韌作用。
【圖文】：

圖 1.1 聚乳酸在自然界周期循環(huán)示意圖的合成及分類的分子式為 C3H6O3，分子上含羥基和羧基，乳酸有兩1）D-乳酸和/或 L-乳酸的直接縮合；（2）共沸脫水聚合等方法制備的 PLA 就存在三種類型，即聚（L-乳酸D，，L-乳酸），聚合方法及 PLA 種類見下圖[17]：

圖 1.2 L-乳酸和 D-乳酸共聚物的聚合方法1.2.3 聚乳酸的性能特征聚乳酸的一些主要性能參數(shù)如下表所示[18-19]：表 1.1 聚乳酸的主要性能參數(shù)項目 PLA 項目 PLA相對分子質(zhì)量 10-30(×104) 結晶度/% 10-40玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/(℃) 50-61 熔點/℃ 130-215無缺口沖擊強度/(J/m) 16-26 維卡軟化點/℃ 52-165彎曲強度/(MPa) 88-106 熱變形溫度/℃ 50-55楊氏模量/(MPa) 3750-3900 拉伸強度/(MPa) 44-59斷裂伸長率/% 4-10 熔體流動指數(shù)(10min)/(g/min) 0.2-2.01.2.4 聚乳酸的應用
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ323.41

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本文編號：2611960