聚乳酸-聚已内酯%2f热塑性淀粉全降解共混材料的制备及性能研究.pdf

广西师范学院硕士学位论文 I 摘要聚乳酸(PLA)无毒无刺激,具有优良的生物相容性,可被生物分解吸收,聚己内酯(PCL)具有低熔点和高热稳定性特点,PLA和PCL都易被分解为CO 2 和H 2O,不会对环境造成污染,但两者价格比较贵,限制了其广泛应用。淀粉价格低廉可再生,对淀粉进行塑化处理得到易于加工的热塑性淀粉(TPS),将TPS 加入聚乳酸-聚己内酯共混来制备生物降解材料,不仅可降低材料的成本提高其降解性能,还可以解决日益严重的环境污染问题缓解石油资源的压力。甲基丙烯酸甲酯接枝乙烯辛烯共聚物(GPOE)用作增韧剂来进一步改善PLA/TPS。本论文以甘油为增塑剂,木薯淀粉为原料然后加入PLA或PCL中熔融共混制备出热塑性淀粉/聚乳酸-聚己内酯生物可降解高分子共混材料,利用转矩流变仪密练单元制备PLA/TPS共混材料并研究其加工条件,利用熔融指数仪研究共混材料熔体的流动性(MFR),并研究了第三组分GPOE对其流动性的影响,PLA和 PCL的增加均能提高共混物的MFR,PLA/ ,PCL//10min,另外,GPOE对共混物的流动性也起到了加快的作用,在PLA/TPS为8:2时共混物的熔融指数由原来的 /10min,增高了41%。 TPS分别与PLA及PCL共混制备PLA/TPS以及PCL/TPS共混材料,分别研究了两种材料的力学性能,微观形貌,热稳定性,降解性及耐水性。随着PLA: TPS比例的增加,PLA/TPS两元共混材料的力学性能,热稳定性,耐水性能随之增加,在9:1时,,是TPS基体的11倍,弹性模量达到2615MPa,相对TPS基体增加了20倍,分解温度前,PLA含量越大, 共混物热稳定性越好,配比为7:3的共混物重量损失最高大约为15%,纯PLA 的重量损失最小仅为2%,说明PLA对TPS起了增强作用,共混物料的相容性有了很大的提高。PCL/TPS共混材料的力学性能和降解性能随着比例的PLA: TPS增加而减小,在1:9时,,弹性模量为646 MPa, 均为TPS基体的5倍,热稳定和耐水性能提高,是因为PCL本身就良好的热稳定性和优良的耐水性。 GPOE的加入均改善了材料的微观形貌提高了材料的力学性能,9:1的广西师范学院硕士学位论文 II PLA/TPS/,弹性模量2778MPa,SEM显示 PLA/TPS/GPOE三元共混材料比PLA/TPS两元共混材料的缝隙要少,更加紧密结实,GPOE与TPS中的甘油反应使得材料相容性变得更好。相对于PCL/TPS, PCL/TPS/,提高了67%,模量可达1684MPa,增加了 160%,共混材料的断面由脆性断裂变为韧性断裂,说明PCL/TPS/GPOE的韧性大于PCL/TPS,GPOE中的GMA与TPS中甘油反应,导致甘油从TPS中部分析出,淀粉中的甘油含量减小使淀粉吸水率变大,从而导致三元共混材料吸水率增大。关键词:聚乳酸;聚己内酯;热塑性淀粉;GPOE;共混材料广西师范学院硕士学位论文 III Abstract Polylacticacid(PLA) has many advantages,such as non-toxic,no stimulation, excellent plete biodegradable,etc;polycaprolactone (PCL) haslow melting point and high thermal stability; both of them posed into water and carbon PLA and PCL are very expensive which was limiting their wider is a naturepolymer which renewable is short and cost is low and was used to plasticize to thermoplastic starch(TPS).TPS add to PLA-PCL not only reduce the cost but also ease the pressure of oil used as toughener to enhance PLA/TPS and PCL/TPS bina