淀粉基纳米可降解材料的制备及研究.pdf

独创性声明秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明: 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知, 除特别加以标注和致谢的地方外, 论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所研究的工作和成果的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处, 由本人承担一切相关责任论文作者签名: - 二玉一一州年弓”灿学位论文使用授权声明本人端在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩, 并已经在西安理工大学申请博士/ 硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者, 同意授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权, 即: l) 已获学位的研究生按学校规定提交印刷版和电子版学位论文, 学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文, 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索; 2) 为教学和科研目的, 学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办理。( 保密的学位论文在解密后, 适用本授权说明) 日再﹀/ / 月、月/ 年论文作者签名: 上组- 导师签名摘要论文题目: 淀粉基纳米可降解材料的制备及研究学科专业: 包装工程研究生: 王芳签指导教师: 和克智任鹏刚副教授签名: 砖名: 垂螃户‘见州摘要淀粉为多经基的刚性天然高分子材料, 脆性及较差的强度是阻碍该类材料应用的关键, 因此提高塑料的塑性及力学性能已成为淀粉塑料的主要发展方向。蒙脱土是一种天然的层状硅酸盐, 来源广且价格低廉, 其片层结构厚度及层间距均处于纳米尺度, 能够有效地改善淀粉塑料的力学性能。淀粉/ 蒙脱土是工业化应用前景非常好的一种聚合物基纳米复合材料。为此本文采用有机处理剂十二烷基一二甲基一基澳化按作为插层剂与蒙脱土进行离子交换反应, 制备了有机蒙脱土 O M M T 。通过尿素和乙醇胺复合增塑剂对红薯淀粉进行了塑化, 利用熔融共混挤出的方法制备了蒙脱土/ 淀粉纳米复合材料, 实现了 T P S 与蒙脱土在纳米尺度上的复合。主要结论如下: 首先采用长链季馁盐阳离子表面活性剂十二烷基一二甲基一节基浪化钱对钠基蒙脱土进行有机化处理, 制得有机蒙脱土。采用红外( F T- IR ) 、 X 射线衍射( X R D ) 、热重分析( T G A ) 等手段对有机蒙脱土的结构进行了表征, 结果表明长链季馁盐表面活性剂与蒙脱土进行了离子交换反应, 改性前后蒙脱土的层间距从 1 . 5 0 n r n 扩张到 1 . 7 0 n r n , 层间距有一定程度的扩张, 插层效果显著。 M M T 与 O M M T 的热重分析表明有机改性的蒙脱土热稳定性较改性前有所提高。 M M T 与 O M M T 的表面性能研究表明: 天然蒙脱土的亲水性极佳, 而经过改性后的蒙脱土由原来的亲水性变为亲油性, 从而有利于其与聚合物的结合。用扫描电镜对原淀粉、热塑性淀粉及复合材料的微观形貌进行了研究。经过尿素和乙醇胺塑化剂塑化后, 原来的淀粉颗粒受到一定程度的破坏, 形成均一的连续相。从蒙脱土含量为 4 % 的淀粉/ 蒙脱土纳米复合材料的 S EM 形貌图中可以看出, 蒙脱土均匀的分散在热塑性淀粉基制中, 形成稳定的淀粉/ 蒙脱土纳米复合材料。 X R D 测试结果表明: 未加入蒙脱土的塑化淀粉( T P S) 有着一小部分结晶峰。而添加 O M M T 后, 复合材料则没有明显的结晶峰出现, 这说明蒙脱土的晶格结构已被破坏, M M T 被均匀地分散在聚合物中。力学性能测出: 随着蒙脱土含量的增加 T P S 的拉伸强度和拉伸模量均有较大程度的提高, 由原来的 4. 2 MP 气提高到 5. 2 峰 a · 6 MP a 、 6. 2 MP a 和 6. S MP a ; 而蒙琴土的加入使. 西安理工大学硕士学位论文材料的断裂伸长率明显下降, 由原来的 90 % 分别下降到 80 % 、 75 % 、 60 % 和 5 0 % 。添加了蒙脱土的纳米复合材料与纯的热塑性淀粉相比其耐水性能有了很大的提高。关键词: 蒙脱土; 纳米复合材料; 热塑性淀粉本研究得到陕西省教育厅专项科研项目基金( 编号: 07 J K 3 4 3) 的资助。 A b s tr a c t T i t l e : P r e P a r a t i o n a n d P r o P e r t i e s o f St a r e h 一 b a s e d N a n o 一 s c a l e C o m P o s i t e M aj o r : P a e ka i n g E n g