生物塑料聚3羟基co4羟基丁酸酯P34HB及其聚己二酸对苯二甲酸丁二酯PBAT对聚乳酸PLA性能改进的研究.pdf

学位论文原创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的工作研究及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在论文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文使用授权声明本人授权汕头大学保存本学位论文的电子和纸质文档,允许论文被查阅和借阅;学校可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编论文;学校并可以向国家有关部门或机构送交论文并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密的论文,按照保密的有关规定和程序处理。本论文属于:保密(),在年解密后适用本授权声明。不保密()。(请在以上括号内打“√”)作者签名:导师签名:日期:年月日日期:年月日摘要I摘要热塑性高分子聚乳酸(PLA)是一种完全生物可降解塑料,由于它具有很高的拉伸强度和弹性模量,使得PLA 受到了人们广泛的关注。但是由于PLA 脆性过大,结晶速度太慢导致后期结晶现象明显等缺点,使它的发展和实际应用受到了严重的阻碍。为了克服这些缺点,改善PLA的结晶和抗冲击性能,本论文选择同为完全生物可降解的聚3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)两种材料对PLA进行共混改性。在PLA/P3/4HB共混材料中,随着4HB单元的增加,P3/4HB对PLA性能产生了不同的影响:结晶性的硬塑料(P(3HB-co-5%-4HB)、P(3HB-co-10%-4HB) )对PLA综合性能的改善较弱,过渡态的P(3HB-co-20%-4HB)材料在5中P3/4HB材料中改性能力最好,当P(3HB-co-20%-4HB)的添加量为20wt%时,共混材料综合性能良好:,,%, KJ/m2。富有弹性的橡胶态(P(3HB-co-27%-4HB)、P(3HB-co-%-4HB))对PLA结晶性能提升最大,当结晶温度为100℃时,20wt%的P(3HB-co-%-4HB), /cm2。SEM观察发现,PLA/P3/4HB共混材料的横截断面有纳米级别的微孔,微孔大小和数量与4HB含量相关,当P(3HB-co-%-4HB)添加量20wt%时,,%。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是由已二酸、对苯二甲酸、丁二酯合成出来的生物可降解芳香族聚酯,具有很强的韧性。由于PLA与PBAT是不相容的材料,采用过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂改性PLA和PBAT的相容性。同时也考察了PBAT对于PLA/P(3HB-co-24%-4HB)共混材料综合性能的影响。力学性能实验结果显示:在PLA/P(3HB-co-24%-4HB)/PBAT三元共混材料中,当P(3HB-co-24%-4HB)含量低于50%时,PBAT能提升PLA/P(3HB-co-24%4HB)共混物的断裂生长率和非缺口冲击强度,含量过高的P(3HB-co-24%-4HB)和PBAT则都会削弱PLA的力学性能;DCP能够使PLA/PBAT保持较高的拉伸强度,同时PLA的非缺口冲击强度得到很大的提高,对于含有P(3HB-co-24%-4HB)的共混材料,DCP对高含量的P(3HB-co-24%-4HB)共混材料的断裂生长率和非缺口冲击强度有很大的提升,但对于低含量的P(3HB-co-24%-4HB)共混材料各个摘要II力学性能指数都下降。TGA曲线显示:加入PBAT后PLA/P(3HB-co-24%-4HB)共混材料热分解温度随着PBAT含量的增加而逐渐提高。DSC数据显示:P3/4HB和PBAT两种材料共同使用时PLA的结晶性能没有明显提高,两种材料出现明显拮抗现象,DCP的加入对PLA/PBAT共混材料结晶速率有极大的促进作用,在100℃等温结晶条件下,当PBAT添加量20wt%时,% ;SEM观察发现:PLA/P(3HB-co-24%-4HB)/PBAT共混材料的横截断面比PLA/P(3HB-co-24%-4HB)断面更为粗糙,说明共混物韧性更强,同时横截断面表现出明显的不相容;共混物耐热性能实验发现:经过140℃退火后,材料的耐热性得到很大的改善,在100℃的水温条件下PLA/P(3HB-co-24%-4HB)/PBAT共混物保持不