星形共聚物PLLA-ESO结晶性能的研究

摘要

本文首先采用开环聚合法和溶液聚合法分别制备了聚乳酸-环氧大豆油共聚物(PLLA-ESO)及低聚乳酸表面修饰的二氧化硅(g-SiO2),然后分别以g-SiO2、滑石粉(Talc)、多酰胺类化合物(TMC)为成核剂与PLLA-ESO熔融共混制备了复合材料。并研究了PLLA-ESO共聚物及其复合材料的等温结晶动力学、结晶形貌、热性能、力学性能及耐热性能。
　　通过差示扫描量热仪(DSC)和结晶速率测试仪对PLLA-ESO共聚物及其复合材料的等温结晶动力学进行了研究。结果表明:PLLA-ESO共聚物及其复合材料在120℃等温结晶速率最快;所有样品的Avrami指数n值均在2.32-4.67之间,随着成核剂含量的增加K值逐渐增加,而结晶半周期(1/2t)逐渐减小。三种成核剂相比较,TMC具有高效成核的特点,TMC含量达2wt％时,PLLA-ESO/TMC复合材料的结晶速率最快。采用热台偏光显微镜(POM)对成核的复合材料结晶形貌进行了观察。结果表明:随着成核剂量的增加,晶体成核密度均增大,晶体尺寸变小。成核剂g-SiO2、Talc成核的PLLA-ESO共聚物为球状晶形,而TMC成核的PLLA-ESO的结晶为针状晶形。
　　采用DSC、X-射线衍射(X-ray)、电子拉力机、热变形温度测试仪等研究了成核剂对PLLA-ESO及其复合材料的结晶性能、热性能、力学性能及耐热性能。结果表明:成核剂的加入,均未改变PLLA-ESO的晶型,并且随着成核剂含量的增加,PLLA-ESO的特征衍射峰和结晶度(cX)均随之增大,冷结晶温度(ccT)降低,而熔融温度(mT)和玻璃化转变温度(gT)却基本保持不变。PLLA-ESO/Talc复合材料与g-SiO2和TMC成核的PLLA-ESO复合材料相比,具有更好的力学性能。当Talc含量为1wt％时,PLLA-ESO/Talc复合材料的拉伸强度及断裂伸长率达最大值,且分别比纯PLLA-ESO提高了近3.1％和294％;g-SiO2成核的PLLA-ESO复合材料,在其含量为2wt％时,拉伸强度及断裂伸长率达最大值;而TMC成核的PLLA-ESO复合材料在其含量为1.5wt％时拉伸强度达最大值,断裂伸长率值却最小。随着成核剂含量的增加,PLLA-ESO热变形温度逐渐增加,退火处理后效果尤其显著。经退火处理后,PLLA-ESO复合材料的热变形温度得到大幅提高。PLLA-ESO/Talc10wt％的热变形温度达119.5℃,含有10wt％TMC的复合材料HDT值达103.7℃,而g-SiO2含量达10wt％时,其HDT值达127.7℃。

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Contents

第1章 绪论

1.1 生物降解塑料的研究概况

1.2聚乳酸概述

1.3改善聚乳酸结晶性能的研究进展

1.4 课题的研究意义及内容

第2章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 试样的制备

2.3实验仪器设备

2.4性能测试

第3章 超细滑石粉(Talc)对PLLA-ESO结晶性能的影响

3.1 PLLA-ESO分子量测定

3.2等温结晶分析

3.3 DSC分析

3.4 XRD分析

3.5断面电镜形貌分析

3.6力学性能测试分析

3.7耐热性能分析

3.8本章小结

第4章 多酰胺类化合物(TMC)对PLLA-ESO结晶性能的影响

4.1等温结晶分析

4.2 DSC分析

4.3 XRD分析

4.4断面电镜形貌分析

4.5力学性能测试分析

4.6耐热性能分析

4.7本章小结

第5章 表面修饰的二氧化硅对PLLA-ESO结晶性能的影响

5.1无机纳米粒子疏水性分析

5.2 标准样条

5.3 等温结晶分析

5.4 XRD分析

5.5力学性能测试分析

5.6耐热性能分析

5.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间论文发表情况

致谢