聚丁二酸丁二醇酯/淀粉共混物的制备和性能研究

摘要

本论文针对聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和淀粉相容性差的缺点，从淀粉等多糖分子结构入手，葡萄糖单元上C2、C3和C6位置上存在活性羟基，通过添加氧化剂、增塑剂、酸化降解等三种不同淀粉处理方法对淀粉进行改性，改善淀粉和PBS相容性，提高共混物的力学性能。通过扫描电镜（SEM）、动态流变、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）分析和力学性能等测试方法表征PBS/改性淀粉共混材料的力学性能、微观形貌、流变行为和界面相容性等方面的性能，结果表明：
　　（1）采用过氧化氢和高碘酸钠两种氧化剂氧化玉米淀粉（ST），分别制备出羧基淀粉（OST）和双醛淀粉（DAS）两种氧化淀粉，通过氧化反应把淀粉分子中亲水的羟基氧化成羰基和醛基，提高了淀粉与PBS之间氢键作用力，改善了界面相容性，提高了共混材料的力学性能。随着淀粉含量的提高，共混材料的拉伸强度逐渐降低，冲击强度先增大后减小。在淀粉添加量相同时，PBS/OST共混物力学性能最好；当OST添加量在20％时，共混材料的缺口冲击强度达到最高4.85kJ/m2，拉伸强度为27.8MPa。经SEM测试可知，与DAS和ST相比，OST与PBS相界面相对模糊，共混物有着更好的相容性。
　　（2）SEM分析表明酒石酸（TA）对于淀粉的酸化改性能显著提高TPS与PBS界面相容性。在当其含量为2%时，PBS与TPS-TA界面粘合良好，TPS-TA在PBS相中的分散尺寸缩小，转变为均一结构。此时所得共混物的缺口冲击强度达到6.26kJ/m2，提高幅度达125%，对比不同有机酸改性淀粉对PBS/改性淀粉共混材料的性能，发现酒石酸改性热塑性淀粉的综合性能最佳。
　　（3）采用过氧化氢和高碘酸钠作为氧化剂氧化亚麻纤维素（FF），制备出双醛亚麻纤维素（DAFF）和羧基亚麻纤维素（OFF）。用纤维素不仅对PBS进行填充改性，还对共混材料起到了增强体的作用，添加亚麻纤维可以提升共混物的强度与韧性。当OFF添加量在15%时，共混材料的拉伸强度达到34.1MPa，缺口冲击强度达到最高4.71kJ/m2，力学性能均略高于纯PBS，所以OFF含量为15%的PBS/OFF共混材料可以完全替代纯PBS应用于塑料加工中，极大减小的PBS的成本。

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 氧化淀粉、酸变性淀粉的研究进展

1.3 聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）概述

1.4 本论文的主要研究内容和意义

第二章 PBS/氧化淀粉共混物的制备和性能分析

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 测试与表征

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 PBS/有机酸酸化改性 TPS共混材料的制备与性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 测试与表征

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

第四章 PBS/酒石酸酸化改性 TPS共混材料的制备与性能

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 测试与表征

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 PBS/氧化亚麻纤维素共混物的制备和性能分析

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 测试与表征

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

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