聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)及其复合材料的结晶行为

摘要

本论文研究了生物可降解高分子聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]以及它与微晶纤维素(MCC)形成的复合材料的结晶行为。主要内容及结果如下:
　　 (1)研究了P(3HB-co-4HB)的结晶动力学及其结晶形态。采用溶液成膜法制备试样。采用差示扫描量热仪(DSC)对试样的等温、非等温结晶以及随后的熔融行为进行测量。对DSC数据的结晶动力学分析表明:Avrami方程适合用来分析P(3HB-co-4HB)的等温、非等温结晶过程。利用Lauritzen-Hoffman模型可得到晶体生长动力学成核常数Kg为(1.92±0.16)×105K2,比PHB相对减少了,说明:P(3HB-co-4HB)的结晶能力降低了。另外,P(3HB-co-4HB)的等温或非等温结晶试样的熔融曲线都出现多重熔融峰。通过对非等温结晶试样的广角X射线衍射(WAXD)测试表明:P(3HB-co-4HB)只有一种晶型,且具有和P(3HB)相同的结晶结构;小角X射线散射(SAXS)测试进一步表明:非等温结晶试样均有双片层结构存在。因此,结晶过程中形成的双片层结构是出现双重熔融的原因。
　　 (2)研究了全生物降解P(3HB-co-4HB)/MCC复合材料的结晶行为。采用熔融共混方法制备一系列不同组分的试样,研究了其动态力学性能及结晶行为。动态力学分析仪(DMA)测试结果表明:随MCC含量从0～40％增加,复合材料的储能模量逐渐增大;WAXD测试表明:复合前后,P(3HB-co-4HB)的晶型均没有发生变化。DSC测试表明:MCC的加入抑制了P(3HB-co-4HB)的结晶,同时,Avrami方程适合用来分析复合材料的非等温冷结晶过程,Avrami指数n变化趋势不大,这表明:MCC的加入并没有影响P(3HB-co-4HB)的结晶成核机理。