生物基聚丁內(nèi)酰胺(Polybutyrolactam,PA4)是目前唯一一種生物基可生物降解尼龍,其擁有良好的機(jī)械性能、氧氣阻隔性能以及耐熱性能,但由于分子鏈中酰胺鍵含量較高,故吸濕性較強(qiáng)、水蒸氣阻隔性較弱;而聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是一種來源廣泛、應(yīng)用成熟的生物基可降解材料,由于分子鏈中存在疏水基團(tuán),對(duì)水蒸氣的阻隔性較好,但是存在韌性不足、氧氣阻隔性較差和耐熱性能低等缺點(diǎn)。本課題旨在通過共混改性的方式,制備高阻隔性PA4/PLA共混生物基材料,為PA4和PLA在環(huán)境友好食品包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用提供新材料和新思路。首先,篩選出合適的共溶劑三氟乙醇(TFE)用于制備PA4/PLA共混材料,探索了不同共混條件下體系的阻隔性與相容性。結(jié)果表明,PA4與PLA的共混比為10/90時(shí),共混材料的阻隔性能較優(yōu),其氧氣透過系數(shù)為14.45×10-15cm3.cm/(cm2.s·Pa),相對(duì)于PLA降低了 68%;水蒸氣透過系數(shù)為1.38×10-13g·cm/(cm2·s·Pa),相對(duì)于PA4降低了47%。但是共混材料的力學(xué)性能相對(duì)于單一組分均有所下降,這是由于兩者相容性不佳導(dǎo)致。X...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 聚丁內(nèi)酰胺(PA4)概述
            1.2.1.1 聚丁內(nèi)酰胺的合成
            1.2.1.2 聚丁內(nèi)酰胺的性能及改性
        1.2.2 聚乳酸(PLA)概述
            1.2.2.1 聚乳酸的合成
            1.2.2.2 聚乳酸的性能及改性
        1.2.3 聚酰胺與聚乳酸共混研究進(jìn)展
        1.2.4 共混體系相容性研究
            1.2.4.1 相容性研究手段及表征方法
            1.2.4.2 改善聚合物共混相容性方法
    1.3 課題主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 課題主要研究內(nèi)容
        1.3.3 課題的技術(shù)路線
第2章 PA4/PLA共混材料的制備及性能表征
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        2.2.2 PA4/PLA共混共溶劑篩選
        2.2.3 PA4/PLA共混膜的制備
        2.2.4 測(cè)試與表征方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 PA4和PLA的溶解性能
        2.3.2 PA4/PLA共混溶液的成膜性能
        2.3.3 PA4/PLA共混膜的力學(xué)性能
        2.3.4 PA4/PLA共混體系的水蒸氣與氧氣阻隔性能
        2.3.5 PA4/PLA共混膜的接觸角測(cè)試
        2.3.6 PA4/PLA共混材料的表面形貌分析
        2.3.7 PA4/PLA共混材料的傅里葉變換紅外譜圖分析
        2.3.8 PA4/PLA共混材料的DSC分析
        2.3.9 PA4/PLA共混材料的X射線衍射分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 增容劑對(duì)PA4/PLA共混材料性能的影響
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        3.2.2 TPU/PA4/PLA共混膜的制備
        3.2.3 OCS/PA4/PLA共混膜的制備
        3.2.4 OCS的合成
        3.2.5 測(cè)試與表征方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 TPU/PA4/PLA共混材料的力學(xué)性能
        3.3.2 TPU/PA4/PLA共混材料水蒸氣與氧氣阻隔性能
        3.3.3 TPU/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
        3.3.4 OCS的核磁氫譜表征
        3.3.5 OCS的紅外光譜表征
        3.3.6 OCS/PA4/PLA共混材料的力學(xué)性能
        3.3.7 OCS/PA4/PLA共混材料水蒸氣與氧氣阻隔性能
        3.3.8 OCS/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 N-羥甲基化PA4對(duì)PA4/PLA共混材料性能的影響
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
        4.2.2 N-羥甲基PA4的合成
        4.2.3 N-羥甲基PA4/PLA共混膜的制備
        4.2.4 測(cè)試與表征方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 N-羥甲基PA4的核磁氫譜表征
        4.3.2 N-羥甲基PA4的紅外光譜表征
        4.3.3 N-羥甲基PA4的元素分析測(cè)定
        4.3.4 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的力學(xué)性能測(cè)試
        4.3.5 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的水蒸氣與氧氣阻隔性能
        4.3.6 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的接觸角測(cè)試
        4.3.7 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的掃描電鏡分析
        4.3.8 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的原子力顯微鏡分析
        4.3.9 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的傅里葉變換紅外譜圖分析
        4.3.10 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的DSC分析
        4.3.11 N-羥甲基PA4/PLA共混材料的X射線衍射分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3861138