淀粉/EVA复合发泡材料的制备与性能研究

摘要

淀粉类复合发泡材料具有良好的可降解性，可以部分替代不可降解的发泡塑料，有利于缓解“白色污染”及“石油匮乏”等问题，并且其推广有利于提升淀粉的附加值，提高农业经济效益。本研究以淀粉和EVA（聚乙烯醋酸乙烯酯）为基体，再辅以增塑剂、发泡剂等加工助剂，利用挤出或注塑发泡法制备复合发泡材料。探究了淀粉/EVA复合发泡材料的界面结合理论、内外润滑剂平衡理论、淀粉塑化理论、流变理论及发泡理论，在此基础上进行了挤出成型工艺研究和加工性能研究，并讨论了原料种类及含量对复合发泡材料的力学性能、流变性能、微观结构及降解性能的影响。　　结果表明：（1）挤出机螺杆转速为120r/min，模口温度为130℃，物料含水率为14％时，复合发泡材料的挤出过程流畅、形态良好，同时膨胀率达到较大值。（2）润滑剂含量（内外润滑剂之比为3﹕2）为5%时，复合发泡材料表面光滑，挤出流畅。经热分析发现，复合发泡材料玻璃化转变温度为66.4℃，加工温度为132.1℃；（3）通过比对不同种类的偶联剂和成核剂，发现硅烷偶联剂和纳米碳酸钙成核剂对增强复合发泡材料的力学性能效果更好。淀粉含量为45%，甘油含量为10%时，复合材料的拉伸强度达到较大值。DCP含量为0.6-0.9%时，复合发泡材料的综合力学性能较好。NaHCO3的含量为3%时，复合发泡材料的拉伸强度值较小，断裂伸长率和回弹率值较大。（4）熔体的剪切粘度随着剪切速率的增加而降低，表现为剪切变稀行为。（5）通过微观结构观察，发现甘油增塑后的复合材料界面效果良好，使用硅烷偶联剂的复合材料比使用其他偶联剂时内部结构的熔合效果更好。当发泡剂NaHCO3含量为3%，注塑温度为140℃，注塑频率为10S-1，注塑压力为70Mpa时，复合发泡材料泡孔数量较多，形态良好。（6）通过土埋法降解实验45天后，甘油含量为15%的复合发泡材料降解性能更为优良。

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第一章绪 论

1.1 引言

1.2 EVA发泡材料的研究概况及应用

1.3 热塑性淀粉发泡材料的研究概况

1.4 淀粉基发泡塑料的市场应用现状及发泡成型工艺

1.5 本课题研究目的、意义及内容

第二章理论研究

2.1界面结合理论

2.2内外润滑剂平衡理论

2.3淀粉塑化理论

2.4 流变理论

2.5 发泡理论

2.6 本章小结

第三章 实验与测试

3.1 实验目的

3.2 实验原料

3.3 实验设备及仪器

3.4 实验过程

3.5 性能测试及微观表征

第四章 结果与讨论

4.1 淀粉/EVA复合发泡材料的挤出成型工艺研究

4.2 淀粉/EVA复合发泡材料的加工性能研究

4.3 淀粉/EVA复合发泡材料的力学性能研究

4.4 淀粉/EVA复合发泡材料的流变性能研究

4.5 淀粉/EVA复合发泡材料的微观结构研究

4.6 淀粉/EVA复合发泡材料的降解性能研究

4.7本章小结

第五章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢