增塑柔性聚乳酸薄膜的热性能研究

摘要

本文以生物可降解材料聚乳酸(PLA)作为基体材料,使用SHJ-35双螺旋杆挤出机将聚乳酸、增塑剂以及助剂熔融共混,得到一种柔韧性好、玻璃化转变温度高、热性能好的共混材料,研究增塑剂对共混材料的力学性能、玻璃化转变温度、结晶性及热分解性的影响。本文的主要研究内容有:
　　1.采用绿色环保增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC)对PLA进行增塑改性。添加TBC后,PLA的脆性得到了极大的改善。当TBC含量达到16％时,PLA由脆性材料转变为柔性材料,断裂伸长率比纯PLA提高了70多倍,进一步添加TBC断裂伸长率变化不明显,拉伸强度由55.58Mpa降至21.40Mpa,由DSC数据分析表明:添加TBC,后,共混材料玻璃化转变温度大幅度降低,而且共混材料的结晶能力提高。由TG分析可知:添加TBC促进PLA的热分解,降低共混材料的热稳定性。
　　2.研究环己烷1,2-=甲酸二异壬酯(DINCH)增塑改性聚乳酸的力学性能、结晶性和热稳定性。添加DINCH后可以改善聚乳酸的脆性,但是DINCH与PLA的相容性差,所以本章节实验添加了蒙脱土( DK-2)以改善两者的相容性。实验表明,当DK-2含量为2phr,DTNCH含量为16%时,PLA的力学性能明显改善,其断裂伸长率由2.87%提高到了210%。。FESEM照片表明:当DK-2含量达到2phr后,随着含量的继续增加,DK-2在聚乳酸基体中的分散越来越困难,就其分散情况来说,2phr的使用量为最佳。由DSC数据分析表明:添加DINCH后,PLA由脆性材料转变为韧性材料,并且仍保持较高的玻璃化转变温度。TG分析表明:添加极少量的DINCH对聚乳酸材料的降解性能和热稳定性影响较大。
　　3.鉴于单独使用TBC或者DINCH来增塑聚乳酸均无法达到预期的效果,将TBC与DINCH混合使用,结合两种增塑剂的优点,从而达到更好的改善聚乳酸性能的目的。力学性能测试以及DSC结果表明:采用12%DINCH、69aTBC和2phr DK-2的配比,聚乳酸由脆性材料转变为韧性材料,断裂伸长率达到156%,玻璃化转变温度在41℃左右。采用两种增塑剂增塑聚乳酸得到既有一定断裂伸长率,同时Tg也比较高的混合材料,扩展了聚乳酸材料的使用范围。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 生物降解材料

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

第二章 柠檬酸酯增塑聚乳酸性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 非邻苯类增塑聚乳酸性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 混合增塑剂增塑聚乳酸性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献