柔性聚乳酸薄膜的研制.pdf

四川大学硕士毕业论文柔性聚乳酸薄膜的研制材料加工工程专业研究生:郭少华指导教师:吴智华教授摘要本文主要针对通用塑料包装产品容易产生“白色污染”等环境问题,开发研制柔性聚乳酸吹塑薄膜工艺技术,旨在探讨聚乳酸增韧和柔性改性方法和机理,及各种添加剂对聚乳酸薄膜在紫外光照、高温高湿土埋加速降解性能的影响,将完全生物降解聚乳酸材料推广应用在日常包装制品中。首先,通过不同种类的增塑剂、增韧剂以及复配体系与聚乳酸在转矩流变仪混炼器上进行熔融共混,平板硫化机热压成型片材,测试片材试样的拉伸性能、动态机械性能和热性能,分析增塑增韧聚乳酸体系应力应变行为、相转变行为及其性能参数与增塑剂、增韧剂以及复配增韧体系种类和用量的关系和增韧机理,优化柔性聚乳酸薄膜的工艺配方。其次,采用单螺杆挤出机挤出吹塑聚乳酸薄膜,通过测定薄膜力学性能(纵横向拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度),并利用自制的降解装置测试紫外光照和高温高湿土埋加速老化过程中,各种添加物对聚乳酸降解性能的影响,优化出满足实际应用要求的柔性聚乳酸薄膜工艺技术。本论文主要实验结论如下: (1)PEG类增塑剂对聚乳酸有一定增塑作用,共混体系的断裂伸长率有所提高,不同分子量PEG增塑聚乳酸的最佳含量为10%wt。不同分子量PEG增塑效果不同,其中增塑剂PEG6000的增塑效果最好。但是,PEG类增塑剂增塑聚乳酸具有不稳定性,随着陈放时间的增加,材料由韧性转变为脆性。(2)四种酯类增塑剂均能有效地提高聚乳酸的柔性,断裂伸长率大幅度提高,其中TPPi与DBS增塑效果优于TBC和DOP,前两者增塑后材料完全呈柔性聚乳酸薄膜的研制现韧性断裂,。DSC结果显示,酯类增塑剂降低了PLA玻璃化转变温度、冷结晶温度、熔点,材料的结晶度有所增加。(3)增韧剂聚酯A、聚酯B与聚乳酸熔融共混可以改善PLA的脆性,断裂伸长率有少量增加。(4)自制的复配增韧体系能显著地提高PLA的柔性,共混体系的断裂伸长率最高可达到400%左右,且拉伸强度仍可以维持在30MPa。(5)动态机械性能分析显示复配体系能有效的增加PLA分子链的活动能力,降低a转变温度,冷结晶温度也向低温区移动。材料的储能模量随着复配体系含量的增加减低,tgl$在Ⅱ转变处的峰也向低温区移动。(6)SEM照片显示增韧剂和复配体系均以颗粒形式分布在PLA基体内, 增韧机理主要以银纹化和剪切屈服机理为主。(7)高温高湿土埋、紫外光加速老化实验表明吹塑PLA薄膜具有很好的降解性能;在早期的土埋降解过程中,纵向拉伸强度会先降后升,断裂伸长率逐步下降。吹塑薄膜对紫外光较敏感,力学性能下降很快,幅度很大。(8)柔性聚乳酸薄膜力学性能测试显示本实验优化出的薄膜能作为完全生物降解日用包装膜袋,以替代普通聚烯烃吹塑薄膜,进行推广应用。关键词:聚乳酸;应力应变行为;增塑剂;增塑机理;增韧剂;增韧机理; 热性能;动态机械性能;柔性吹塑薄膜;降解性能四川大学硕士毕业论文 Preparation ofFlexiblePolylactide(PLA)Film Major:Material Processing Engineering Postgraduater:Guo Shaohua Supervisor: Zhihua Abstract General plastic packages always lead afew environmental problems,such as ‘'whitepollution'’.In thisstudy,we tryed tosolvetheseproblems bypreparing the flexible PLA film and developing blowing molding methods and mechanism ofPLA toughness and flexibility modification Was effect ofadditives inPLA on uv-irradiation degradation and post degradation under the condition ofhi曲temperature andhighhumidity were works willpromote theapplication ofPLA,an entirelybidegradation polymer,as a colnlnon package ,PLA Was blended with various plasticizers, flexibilize