聚碳酸亚丙酯/层状硅酸盐纳米复合材料老化与降解性能的研究

摘要

聚碳酸亚丙酯(PPC)是由二氧化碳和环氧丙烷聚合而成的一种生物可降解高分子材料，它的合成利用了造成“温室效应”的二氧化碳，其推广应用对环境保护有着重大的意义。但是PPC较差的力学性能和热性能在很大程度上限制了其使用。本文通过与有机化蒙脱土(OMMT)和有机化累托石(OREC)熔融共混的方法，制备了PPC/OMMT和PPC/OREC纳米复合材料。 关于PPC/层状硅酸盐纳米复合材料的老化和降解的研究尚未见报道。本文通过加速老化实验，研究了PPC/OMMT和PPC/OREC纳米复合材料的热氧老化性能；通过加速生物降解实验，研究了PPC/OMMT和PPC/OREC纳米复合材料的生物降解性能；在不同温度下研究了PPC/OREC纳米复合材料的胺解性能。 热氧老化实验结果表明：有机粘土可以改善PPC的热氧老化性能；PPC/OMMT和PPC/OREC复合材料对力学性能的保留率明显高于纯PPC。这归因于OMMT和OREC的层状结构，这种层状结构在老化时有效的阻碍了氧气向试样内部扩散。 生物降解实验结果表明：有机粘土对PPC生物降解的影响因粘土含量的不同而变化。当粘土含量较高时，粘土可促进PPC的降解；而当含量较低时，粘土又会减缓PPC的降解。 胺解实验结果表明，OREC可加速PPC的胺解。温度或是OREC都可影响薄片胺解的模式。常温下，PPC薄片的降解在其内部和表面同时发生：低温或有OREC存在时，降解主要在薄片表面进行。这跟NH<,3>能否通过薄片表面渗透到内部有关。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料及其研究进展

1.1.1 PLS纳米复合材料的制备

1.1.2 PLS纳米复合材料的结构

1.1.3 PLS纳米复合材料的性能

1.1.4 PLS纳米复合材料的应用及前景

1.2聚碳酸亚丙酯/层状硅酸盐纳米复合材料研究进展

1.2.1生物可降解聚碳酸亚丙酯

1.2.2聚碳酸亚丙酯/层状硅酸盐纳米复合材料

1.3高分子材料及PLS纳米复合材料的热氧老化研究概述

1.3.1老化的原因

1.3.2热氧老化反应的机理

1.3.3 PLS纳米复合材料热氧老化的研究

1.4高分子材料及PLS纳米复合材料生物降解性的研究概述

1.4.1高分子材料生物降解测试标准

1.4.2试验评价方法

1.4.3生物降解机理

1.4.4生物可降解材料及PLS纳米复合材料生物降解性的研究

1.5高分子材料的胺解的研究状况

1.6本文的研究目的和主要研究内容

第2章PPC/OMMT和PPC/OREC纳米复合材料的制备与力学性能的研究

2.1概述

2.2实验部分

2.2.1实验原料

2.2.2复合材料的制备

2.2.3 XRD试验

2.2.4力学性能的测定

2.3结果与讨论

2.3.1 XRD分析

2.3.2有机粘土含量对PPC拉伸强度的影响

2.3.3有机粘土含量对PPC断裂伸长率的影响

2.4小结

第3章PPC/OMMT复合材料和PPC/OREC复合材料热氧老化性能的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料

3.2.2实验方法

3.2.3力学性能的测试

3.3结果与讨论

3.3.1 PPC/OMMT纳米复合材料的热氧老化

3.3.2 PPC/OREC纳米复合材料的热氧老化

3.3.3 OMMT与OREC对PPC热氧老化影响的比较

3.4小结

第4章PPC/OMMT复合材料和PPC/OREC复合材料的生物降解性的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料

4.2.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1 PPC/OMMT纳米复合材料的生物降解性能

4.3.2 PPC/OREC纳米复合材料的生物降解性能

4.3.3 OMMT与OREC对PPC生物降解影响的对比

4.4小结

第5章PPC/OREC纳米复合材料的胺解

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验原料与试剂

5.2.2实验方法

5.2.3红外光谱测试

5.2.4特性粘度[η]测试

5.2.5 XRD测试方法

5.3结果与讨论

5.3.1 OREC对PPC胺解的影响

5.3.2红外光谱分析

5.3.3特性粘度[η]分析

5.3.4降解模式

5.3.5胺解后的OREC与原始OREC层间距的比较

5.4小结

第6章结论

参考文献

致谢

附录