隨著消費者環(huán)保意識的提高和國家對環(huán)境政策的收緊,可生物降解材料得到了越來越多的關注。聚乳酸（PLA）由于力學強度高且可生物降解,被認為是最有希望的一種“綠色材料”。但PLA本身脆性高、延展性差和熔體強度低等特點,制約了PLA大規(guī)模工業(yè)化生產應用。為了滿足生產和使用的要求,需要對其增韌改性。熔融共混是最常用的PLA增韌改性方法之一,其改性效果受加工設備以及共混物組成的影響�；谌輻U擠出機優(yōu)良的塑化混合特性和聚己內酯（PCL）突出的低溫韌性,本文采用數值模擬方法模擬了一字型三螺桿擠出機加工聚乳酸基共混材料的混合效果,并在此基礎上,以PCL為增韌劑,探究了加工工藝（轉速）、改性方法（物理共混和反應共混）、基體配比（PCL含量）及相容劑含量對共混物性能的影響規(guī)律。主要內容和結論如下:（1）采用粒子示蹤法模擬了物料在一字型三螺桿擠出機中的混合過程,探究了聚乳酸基材料在三螺桿擠出機中的混合特性,并通過實驗進行了驗證。模擬結果表明,粒子在三螺桿擠出機中經歷了較為復雜的流動歷程。隨轉速提高,粒子經歷的最大剪切速率增加,相鄰粒子間距離增大。不同轉速實驗的掃描電鏡圖（SEM）顯示,提高轉速,有利于減小分... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：96 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

PLA生命周期示意圖

華南理工大學碩士學位論文4圖1-2銷釘螺桿元件Fig.1-2Pinscrewelement屏障元件（Maddock元件）結構特點如圖1-3所示，通過在流動前沿設置屏障，并開設若干縱向溝槽，在強剪切作用下實現物料的熔融塑化和分散。縱向溝槽根據物料流動狀態(tài)分為進口槽和出口槽。進口槽的出口封閉，出口槽的進口封閉，兩種溝槽相間設置，實現物料的軸向流動。溝槽入口間隙較大，出口間隙較校此結構特點決定物料在流過溝槽時，經歷了分流、合并和界面增加過程，同時由于間隙的存在，固體床破碎成細小固體顆粒，受到強烈的剪切，生成大量剪切熱，物料的塑化和混合行為得到改善。圖1-3Maddock元件[11,12]Fig.1-3Maddockelement[11,12]1.3.2多螺桿擠出機在單螺桿上設置新型螺桿元件，雖然能大幅度改善單螺桿擠出機的混合性能，但依然難以滿足共混加工的要求。除了改變螺桿元件及其組合方式外，直接增加螺桿數量，也能顯著提高混合效果。不少資料將螺桿數不少于3的擠出機稱為多螺桿擠出機，本文為了行文方便，將所有通過增加螺桿數目改變物料流動狀態(tài)的擠出機統(tǒng)稱為多螺桿擠出機。雙螺桿擠出機由于其工作原理與其他多螺桿擠出機類似，因此一并討論。在各式各樣的多螺桿擠出機中，應用最廣泛的是雙螺桿擠出機和三螺桿擠出機。常見的螺桿組合

華南理工大學碩士學位論文4圖1-2銷釘螺桿元件Fig.1-2Pinscrewelement屏障元件（Maddock元件）結構特點如圖1-3所示，通過在流動前沿設置屏障，并開設若干縱向溝槽，在強剪切作用下實現物料的熔融塑化和分散�？v向溝槽根據物料流動狀態(tài)分為進口槽和出口槽。進口槽的出口封閉，出口槽的進口封閉，兩種溝槽相間設置，實現物料的軸向流動。溝槽入口間隙較大，出口間隙較校此結構特點決定物料在流過溝槽時，經歷了分流、合并和界面增加過程，同時由于間隙的存在，固體床破碎成細小固體顆粒，受到強烈的剪切，生成大量剪切熱，物料的塑化和混合行為得到改善。圖1-3Maddock元件[11,12]Fig.1-3Maddockelement[11,12]1.3.2多螺桿擠出機在單螺桿上設置新型螺桿元件，雖然能大幅度改善單螺桿擠出機的混合性能，但依然難以滿足共混加工的要求。除了改變螺桿元件及其組合方式外，直接增加螺桿數量，也能顯著提高混合效果。不少資料將螺桿數不少于3的擠出機稱為多螺桿擠出機，本文為了行文方便，將所有通過增加螺桿數目改變物料流動狀態(tài)的擠出機統(tǒng)稱為多螺桿擠出機。雙螺桿擠出機由于其工作原理與其他多螺桿擠出機類似，因此一并討論。在各式各樣的多螺桿擠出機中，應用最廣泛的是雙螺桿擠出機和三螺桿擠出機。常見的螺桿組合

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚己內酯對聚乳酸熔融結晶的影響[J]. 富學宇,王利霞,趙幸一,李倩.  塑料工業(yè). 2020(05)
[2]高分子材料體積拉伸流變加工技術進展[J]. 全婷婷,黃照夏,肖和平,瞿金平.  塑料. 2020(02)
[3]擠出工藝對納米碳酸鈣母料性能影響[J]. 柯俊沐,郭振雄,陳明鵬,陳曉峰,劉志鵬,陳登龍.  工程塑料應用. 2020(04)
[4]場協(xié)同理論在聚合物加工中的應用[J]. 鑒冉冉,謝鵬程,丁玉梅,楊衛(wèi)民.  塑料. 2019(03)
[5]非等溫條件下嚙合同向雙螺桿擠出過程數值模擬分析[J]. 趙玉蓮,李鑫,安琪,黃志剛.  食品與機械. 2019(04)
[6]螺桿熔融段構型對傳熱效率的影響[J]. 譚偉華,關昌峰,謝鵬程,楊衛(wèi)民,鑒冉冉.  塑料科技. 2019(03)
[7]酯交換反應對PLA/PBS共混物性能的影響[J]. 丁正亞,王蕾,王標兵.  工程塑料應用. 2018(03)
[8]增容劑改性PLA/PBAT共混物的制備及性能研究[J]. 李沖,何子偉,吳穎嵐,何曉紅,杜武青,馬艾麗,鐘俊文,馮彥洪,廖正福.  塑料工業(yè). 2018(01)
[9]拉伸形變作用下PLA/PBS增韌共混物力學性能研究[J]. 徐文華,楊智韜,殷小春,徐百平.  中國塑料. 2016(01)
[10]E-BA-GMA三嵌段共聚物對PLA/PBAT體系的增韌改性研究[J]. 熊凱,焦建,鐘宇科,徐依斌,章明秋.  合成材料老化與應用. 2014(01)

博士論文
[1]聚酯復合體系體積脈動共混機理及其結構性能研究[D]. 邱峰.華南理工大學 2019
[2]納米填充體系體積拉伸形變混合機理及其結構性能研究[D]. 陳榮源.華南理工大學 2016
[3]葉片擠出機反應加工生物可降解PBS和PLA及其性能研究[D]. 盧翔.華南理工大學 2015
[4]共混改性聚乳酸復合材料的制備與結構性能研究[D]. 張越.江南大學 2014
[5]聚乳酸復合體系在體積拉伸流場中相態(tài)演化與機理研究[D]. 賈仕奎.華南理工大學 2014
[6]體積拉伸流場中PS/LLDPE共混物的強制增容及機理研究[D]. 吳正環(huán).華南理工大學 2013
[7]聚合物復合材料三螺桿動態(tài)擠出過程及其結構性能研究[D]. 何和智.華南理工大學 2012
[8]聚合物葉片擠出機熔體正位移輸送和混合特性研究[D]. 楊智韜.華南理工大學 2009
[9]雙螺桿擠出過程軸向循環(huán)流理論分析及實驗研究[D]. 馬秀清.北京化工大學 2001

碩士論文
[1]偏心轉子擠出機流場和混合性能的數值模擬與實驗[D]. 范德軍.華南理工大學 2019
[2]三螺桿擠出機制備PLA/PBAT共混物及其性能研究[D]. 劉必達.華南理工大學 2019
[3]拉伸流場下PET/PBE共混物的制備及其性能研究[D]. 劉仕明.華南理工大學 2019
[4]拉伸流場下m-PE/PET共混物的制備及其性能研究[D]. 薛峰.華南理工大學 2019
[5]雙螺桿擠出機元件對固體推進劑脫揮能力的研究[D]. 尹暉東.北京化工大學 2018
[6]三螺桿擠出機制備聚烯烴基石墨導電復合材料的性能研究[D]. 張?zhí)烊?華南理工大學 2018
[7]聚合物葉片擠出機混合性能與能耗的數值模擬研究[D]. 雷紹闊.華南理工大學 2014
[8]聚合物葉片擠出機流場與混合性能的數值模擬研究[D]. 梁耀桓.華南理工大學 2012
[9]聚己內酯/聚乳酸/納米粒子復合材料的結構與性能[D]. 林東坡.揚州大學 2011
[10]聚己內酯合成與改性的研究[D]. 於秋霞.西北工業(yè)大學 2003



本文編號：3105202