木質(zhì)素接枝共聚物對(duì)PLA微孔發(fā)泡材料性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-09-28 08:46
作為傳統(tǒng)石油基聚合物泡沫的理想替代品,聚乳酸(PLA)泡沫因其良好的生物相容性和環(huán)境友好性受到了廣泛關(guān)注。然而,由于其結(jié)晶速率慢和熔體黏彈性差,這對(duì)于制備高發(fā)泡倍率、高泡孔密度的PLA泡沫是一個(gè)挑戰(zhàn)。為了改善PLA的發(fā)泡性能,本文通過開環(huán)聚合的方法合成了木質(zhì)素接枝聚乳酸共聚物(LG-g-PLA),并以LG-g-PLA作為PLA的發(fā)泡成核劑,通過間歇式發(fā)泡的方法制備得到了高發(fā)泡倍率、高泡孔密度和力學(xué)性能優(yōu)異的全降解PLA微孔發(fā)泡材料,系統(tǒng)研究了 LG-g-PLA中接枝聚乳酸的含量及其添加量對(duì)PLA流變,結(jié)晶及發(fā)泡性能的影響。通過研究不同木質(zhì)素含量的PLA微孔發(fā)泡材料發(fā)現(xiàn),木質(zhì)素的添加降低了 PLA熔體的儲(chǔ)能模量與復(fù)數(shù)黏度,表現(xiàn)出典型的假塑性流體特征。結(jié)晶性能表明,木質(zhì)素的添加提高了 PLA的結(jié)晶度和熔融溫度以及晶體的堆積更緊密,但是冷結(jié)晶溫度向高溫方向移動(dòng)并延長(zhǎng)了結(jié)晶過程。相對(duì)于純PLA體系,在適量的木質(zhì)素含量下,PLA泡沫的發(fā)泡倍率和泡孔密度提高,表觀密度與泡孔尺寸降低。然而,當(dāng)木質(zhì)素的添加量過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致PLA泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)劣化,泡孔圍繞著木質(zhì)素呈現(xiàn)放射狀分布,泡孔尺寸由小向外逐漸變大...
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(H)對(duì)羥苯基,(G)愈創(chuàng)木基和(S)紫丁香基[13]??Fig?1-1?(H)?p-hydroxyphenyl,?(G)?guaiacyl?and?⑶?syringyl[13]??1.2.2木質(zhì)素在聚合物中的應(yīng)用??聚合物復(fù)合材料是通過用適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)材料(纖維/顆粒)增強(qiáng)聚合物基體而獲得的??
孔生長(zhǎng)時(shí)的泡孔尺寸分布不均,從而導(dǎo)致大泡孔合并小泡孔現(xiàn)象。泡孔破裂??一般出現(xiàn)在泡孔生長(zhǎng)的后期階段,主要是泡孔生長(zhǎng)產(chǎn)生的雙向拉力使泡孔壁無(wú)法承受而??產(chǎn)生。??(4)泡孔冷卻定型:泡孔定型為發(fā)泡過程的最終階段,由于泡孔的生長(zhǎng)和體系內(nèi)??氣體的逃逸,導(dǎo)致泡孔生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力降低。于此同時(shí),發(fā)泡溫度的降低使聚合物基體的??黏彈性逐漸升高,整個(gè)過程是泡孔結(jié)束生長(zhǎng),達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的階段,最終泡孔的結(jié)構(gòu)趨??于穩(wěn)定。??—I—?一???擴(kuò)散泡孔雌抱孔增長(zhǎng)泡孔定型??兩相體系?均相體系??圖1-3聚合物微孔發(fā)泡的成核機(jī)理圖??Fig?1-3?nucleation?mechanism?diagram?of?polymer?microcellular?foam??1.5微孔發(fā)泡成型方法??目前,利用超臨界co2技術(shù)制備微孔發(fā)泡材料的方法主要包括間歇式發(fā)泡、擠出發(fā)??泡和注塑發(fā)泡三種發(fā)泡工藝。??-8?-??
連續(xù)擠出發(fā)泡過程中,通常提供快速降??壓噴嘴和齒輪泵裝置。??CO,? ̄??supply??r\??Syringe?Injection?port??pump?/??Iv?/?Pressure??/?transducers??H?H〇PI。???X/7?.Ax?static??I?廣上:j1?J?mixer??i?j?婆?N£}-??°?rw?f?f??_u?…""i,…i?Filamentdie??Heatingzones?1?2?3?4?5?6??圖1-5連續(xù)擠出發(fā)泡成型裝置示意圖[48]??Fig?1-5?Schematic?of?continuous?extrusion?foam?molding?device[48]??1.5.3注塑發(fā)泡法??注塑發(fā)泡法是一種可以在工業(yè)化廣泛應(yīng)用的微孔發(fā)泡技術(shù),由美國(guó)Trexel公司在麻??省理工學(xué)院Suh博士提出微孔發(fā)泡理念的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開發(fā)和推廣的可商業(yè)化應(yīng)用??Mucell微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)。圖1-6為典型的Mucell微孔注塑成型裝置示意圖,其成??型過程與擠出成型過程相似,具體過程如下:將聚合物粒料從注塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)加入,之后??通過螺桿的剪切作用和加熱塑化使聚合物進(jìn)入熔融狀態(tài),然后在聚合物熔融階段將一定??量的超臨界氣體注入螺桿內(nèi),在螺桿的剪切作用下形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相成核體系,之??后在螺桿的推動(dòng)下經(jīng)混合裝置進(jìn)一步混合后注入到低壓模具腔中;而模腔內(nèi)的壓力差造??成均相體系呈現(xiàn)出過飽和狀態(tài),體系內(nèi)氣體析出產(chǎn)生大量氣泡核,隨后氣泡逐漸長(zhǎng)大,??并協(xié)助熔體填滿整個(gè)模腔,最后隨著聚合物溫度的下降使聚合物微孔結(jié)構(gòu)逐漸定型。在??注塑發(fā)泡成型工藝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 周志鵬,張可望,李巧,楊革生,張慧慧,邵惠麗. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(12)
[2]木粉對(duì)聚乳酸流變、結(jié)晶及發(fā)泡行為的影響[J]. 王友勇,李浩,宋永明,代璐,王發(fā)揚(yáng). 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(08)
[3]酚化酶解木質(zhì)素-環(huán)氧樹脂/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的合成及性能[J]. 王芳,蒯君濤,胡高銓,高勤衛(wèi). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(12)
[4]木質(zhì)素改性LDPE復(fù)合泡沫材料性能與微觀結(jié)構(gòu)研究[J]. 馮鈉,李季,徐靜,顏東璽,麻馨予. 塑料科技. 2015(05)
[5]超臨界流體制備微發(fā)泡聚合物材料的研究進(jìn)展[J]. 翟文濤,余堅(jiān),何嘉松. 高分子通報(bào). 2009(03)
[6]木質(zhì)素增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料抗壓性能研究[J]. 戴玉明,巴志新,王章忠. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(02)
[7]聚乳酸的研究進(jìn)展[J]. 張國(guó)棟,楊紀(jì)元,馮新德,顧忠偉. 化學(xué)進(jìn)展. 2000(01)
碩士論文
[1]馬來(lái)酸酐接枝聚乳酸增容木粉/PLA復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 杜軍.東北林業(yè)大學(xué) 2018
[2]成核劑對(duì)生物可降解聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)發(fā)泡材料性能的影響[D]. 何苗.大連工業(yè)大學(xué) 2016
[3]聚乳酸發(fā)泡材料的結(jié)晶調(diào)控與耐熱性能研究[D]. 賈品.青島科技大學(xué) 2015
[4]聚乳酸的增韌改性及其超臨界二氧化碳發(fā)泡的研究[D]. 李歡.青島科技大學(xué) 2015
[5]改性納米纖維素/聚乳酸復(fù)合材料的制備及超臨界CO2發(fā)泡研究[D]. 陳丹.浙江理工大學(xué) 2015
[6]木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 穆春玉.西南交通大學(xué) 2014
本文編號(hào):3411597
【文章來(lái)源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(H)對(duì)羥苯基,(G)愈創(chuàng)木基和(S)紫丁香基[13]??Fig?1-1?(H)?p-hydroxyphenyl,?(G)?guaiacyl?and?⑶?syringyl[13]??1.2.2木質(zhì)素在聚合物中的應(yīng)用??聚合物復(fù)合材料是通過用適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)材料(纖維/顆粒)增強(qiáng)聚合物基體而獲得的??
孔生長(zhǎng)時(shí)的泡孔尺寸分布不均,從而導(dǎo)致大泡孔合并小泡孔現(xiàn)象。泡孔破裂??一般出現(xiàn)在泡孔生長(zhǎng)的后期階段,主要是泡孔生長(zhǎng)產(chǎn)生的雙向拉力使泡孔壁無(wú)法承受而??產(chǎn)生。??(4)泡孔冷卻定型:泡孔定型為發(fā)泡過程的最終階段,由于泡孔的生長(zhǎng)和體系內(nèi)??氣體的逃逸,導(dǎo)致泡孔生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力降低。于此同時(shí),發(fā)泡溫度的降低使聚合物基體的??黏彈性逐漸升高,整個(gè)過程是泡孔結(jié)束生長(zhǎng),達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的階段,最終泡孔的結(jié)構(gòu)趨??于穩(wěn)定。??—I—?一???擴(kuò)散泡孔雌抱孔增長(zhǎng)泡孔定型??兩相體系?均相體系??圖1-3聚合物微孔發(fā)泡的成核機(jī)理圖??Fig?1-3?nucleation?mechanism?diagram?of?polymer?microcellular?foam??1.5微孔發(fā)泡成型方法??目前,利用超臨界co2技術(shù)制備微孔發(fā)泡材料的方法主要包括間歇式發(fā)泡、擠出發(fā)??泡和注塑發(fā)泡三種發(fā)泡工藝。??-8?-??
連續(xù)擠出發(fā)泡過程中,通常提供快速降??壓噴嘴和齒輪泵裝置。??CO,? ̄??supply??r\??Syringe?Injection?port??pump?/??Iv?/?Pressure??/?transducers??H?H〇PI。???X/7?.Ax?static??I?廣上:j1?J?mixer??i?j?婆?N£}-??°?rw?f?f??_u?…""i,…i?Filamentdie??Heatingzones?1?2?3?4?5?6??圖1-5連續(xù)擠出發(fā)泡成型裝置示意圖[48]??Fig?1-5?Schematic?of?continuous?extrusion?foam?molding?device[48]??1.5.3注塑發(fā)泡法??注塑發(fā)泡法是一種可以在工業(yè)化廣泛應(yīng)用的微孔發(fā)泡技術(shù),由美國(guó)Trexel公司在麻??省理工學(xué)院Suh博士提出微孔發(fā)泡理念的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開發(fā)和推廣的可商業(yè)化應(yīng)用??Mucell微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)。圖1-6為典型的Mucell微孔注塑成型裝置示意圖,其成??型過程與擠出成型過程相似,具體過程如下:將聚合物粒料從注塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)加入,之后??通過螺桿的剪切作用和加熱塑化使聚合物進(jìn)入熔融狀態(tài),然后在聚合物熔融階段將一定??量的超臨界氣體注入螺桿內(nèi),在螺桿的剪切作用下形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相成核體系,之??后在螺桿的推動(dòng)下經(jīng)混合裝置進(jìn)一步混合后注入到低壓模具腔中;而模腔內(nèi)的壓力差造??成均相體系呈現(xiàn)出過飽和狀態(tài),體系內(nèi)氣體析出產(chǎn)生大量氣泡核,隨后氣泡逐漸長(zhǎng)大,??并協(xié)助熔體填滿整個(gè)模腔,最后隨著聚合物溫度的下降使聚合物微孔結(jié)構(gòu)逐漸定型。在??注塑發(fā)泡成型工藝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 周志鵬,張可望,李巧,楊革生,張慧慧,邵惠麗. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(12)
[2]木粉對(duì)聚乳酸流變、結(jié)晶及發(fā)泡行為的影響[J]. 王友勇,李浩,宋永明,代璐,王發(fā)揚(yáng). 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(08)
[3]酚化酶解木質(zhì)素-環(huán)氧樹脂/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的合成及性能[J]. 王芳,蒯君濤,胡高銓,高勤衛(wèi). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(12)
[4]木質(zhì)素改性LDPE復(fù)合泡沫材料性能與微觀結(jié)構(gòu)研究[J]. 馮鈉,李季,徐靜,顏東璽,麻馨予. 塑料科技. 2015(05)
[5]超臨界流體制備微發(fā)泡聚合物材料的研究進(jìn)展[J]. 翟文濤,余堅(jiān),何嘉松. 高分子通報(bào). 2009(03)
[6]木質(zhì)素增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料抗壓性能研究[J]. 戴玉明,巴志新,王章忠. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(02)
[7]聚乳酸的研究進(jìn)展[J]. 張國(guó)棟,楊紀(jì)元,馮新德,顧忠偉. 化學(xué)進(jìn)展. 2000(01)
碩士論文
[1]馬來(lái)酸酐接枝聚乳酸增容木粉/PLA復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 杜軍.東北林業(yè)大學(xué) 2018
[2]成核劑對(duì)生物可降解聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)發(fā)泡材料性能的影響[D]. 何苗.大連工業(yè)大學(xué) 2016
[3]聚乳酸發(fā)泡材料的結(jié)晶調(diào)控與耐熱性能研究[D]. 賈品.青島科技大學(xué) 2015
[4]聚乳酸的增韌改性及其超臨界二氧化碳發(fā)泡的研究[D]. 李歡.青島科技大學(xué) 2015
[5]改性納米纖維素/聚乳酸復(fù)合材料的制備及超臨界CO2發(fā)泡研究[D]. 陳丹.浙江理工大學(xué) 2015
[6]木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 穆春玉.西南交通大學(xué) 2014
本文編號(hào):3411597
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