聚乳酸/有机酸膨润土可再生降解膜的研究

摘要

传统塑料的不可降解性使得人们迫切寻求绿色环保的材料代替不可降解的塑料，人们关注的热点由如何扩大塑料产业的发展转移到了如何在满足当前对塑料产品需求的同时又降低环境的沉重负担。聚乳酸(PLA)是一种具有较好的机械/热强度的环保型的可降解材料，是最有发展前景的可再生材料。
　　 本文以有机酸膨润土和聚乳酸为原料，通过溶液插层法制备聚乳酸/有机酸膨润土可再生降解膜。采用万能力学试验机对复合膜的力学性能进行研究，测试结果表明，聚乳酸中添加苯甲酸膨润土较添加乳酸膨润土、丙烯酸膨润土和醋酸膨润土有更优越的力学性能。常温下，选择以体积比为15/85的丙酮/氯仿混合液为溶剂，添加2％的有机含量为40％以上的的苯甲酸膨润土在聚乳酸基体中，可使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率比聚乳酸膜的分别提高61％和54％。用扫描电镜对聚乳酸/苯甲酸膨润土可再生降解膜的形貌进行考察，结果表明苯甲酸膨润土能较好的分散在聚乳酸基体中。用差示扫描量热仪和热重分析仪考察聚乳酸/苯甲酸膨润土可再生降解膜的热稳定性，结果表明复合膜的玻璃化转变温度及热分解过程的半寿温度较聚乳酸膜的分别提高2.4℃和4.5℃。用紫外-可见分光光度计考察复合膜的透过率，结果表明透明性基本不受影响。对制备出的复合膜进行降解研究，结果表明:苯甲酸膨润土的添加可使复合膜的降解速度加快，随着苯甲酸膨润土添加量的增加，复合膜的降解速度逐渐加快，且苯甲酸膨润土对复合膜的促进作用在碱性条件下最强。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 膨润土的概述

1．2．1 环境污染治理领域

1．2．2 催化剂及载体领域

1．2．3 纳米复合材料领域

1．3 膨润土的改性研究

1．4 聚乳酸的概述

1．4．1 环境友好型

1．4．2 缓解能源危机

1．5 聚乳酸的合成方法

1．5．1 直接法合成聚乳酸

1．5．2 间接法合成聚乳酸

1．5．3 其他制备方法合成PLA

1．6 聚乳酸／膨润土复合材料的制备

1．6．1 原位插层聚合法

1．6．2 熔融插层聚合法

1．6．3 溶液插层聚合法

1．7 聚乳酸复合材料的降解

1．7．1 聚乳酸的降解方法

1．7．2 影响聚乳酸降解的因素

1．8 研究目的与意义

1．9 研究基本思路与内容

第二章 聚乳酸／有机酸膨润土可再生降解膜的制备及其工艺优化

2．1 实验部分

2．1．1 实验原理

2．1．2 主要试剂和设备

2．1．3 实验装置图

2．1．4 实验方法及步骤

2．1．5 结果的测定和表征方法

2．2 实验结果与讨论

2．2．1 改性剂对聚乳酸／有机酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．2 反应温度对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．3 反应时间对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．4 碱性钙基膨润土的粒径大小对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．5 苯甲酸膨润土有机含量对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．6 苯甲酸膨润土添加量对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．2．7 辅助溶剂对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜力学性能的影响

2．3 结论

第三章 聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的表征与结构

3．1 表征方法

3．1．1 扫描电镜(SEM)

3．1．2 差示扫描量热法(DSC)

3．1．3 热重分析法(TGA)

3．1．4 紫外-可见分光光度计(UV-Vis)

3．2 苯甲酸膨润土和聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的形貌和性能分析

3．2．1 碱性钙基膨润土和苯甲酸膨润土的扫描电镜分析

3．2．2 聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的形貌分析

3．2．3 苯甲酸膨润土添加量对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜透过率的影响

3．2．4 聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的热性能分析

3．3 结论

第四章 聚乳酸／有机酸膨润土复合材料的降解性能

4．1 实验部分

4．1．1 实验原理

4．1．2 主要试剂和设备

4．1．3 实验方法及步骤

4．1．4 结果的测定和表征方法

4．2 实验结果和讨论

4．2．1 膨润土的种类对聚乳酸／有机酸膨润土可再生降解膜的降解性能的影响

4．2．2 降解环境对聚乳酸和聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的降解性能的影响

4．2．3 苯甲酸膨润土的添加量对聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜降解性能的影响

4．2．4 聚乳酸膜及聚乳酸／苯甲酸膨润土可再生降解膜的形貌图分析

4．3 结论

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文