聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）及其复合材料的结晶行为

论文摘要

本论文研究了生物可降解高分子聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）[P（3HB-co-4HB）]以及它与微晶纤维素（MCC）形成的复合材料的结晶行为。主要内容及结果如下：（1）研究了P（3HB-co-4HB）的结晶动力学及其结晶形态。采用溶液成膜法制备试样。采用差示扫描量热仪（DSC）对试样的等温、非等温结晶以及随后的熔融行为进行测量。对DSC数据的结晶动力学分析表明：Avrami方程适合用来分析P（3HB-co-4HB）的等温、非等温结晶过程。利用Lauritzen-Hoffman模型可得到晶体生长动力学成核常数Kg为（1.92±0.16）×105K2,比PHB相对减少了,说明：P（3HB-co-4HB）的结晶能力降低了。另外,P（3HB-co-4HB）的等温或非等温结晶试样的熔融曲线都出现多重熔融峰。通过对非等温结晶试样的广角X射线衍射（WAXD）测试表明：P（3HB-co-4HB）只有一种品型,且具有和P（3HB）相同的结晶结构；小角X射线散射（SAXS）测试进一步表明：非等温结晶试样均有双片层结构存在。因此,结晶过程中形成的双片层结构是出现双重熔融的原因。（2）研究了全生物降解P（3HB-co-4HB）/MCC复合材料的结品行为。采用熔融共混方法制备一系列不同组分的试样,研究了其动态力学性能及结晶行为。动态力学分析仪（DMA）测试结果表明：随MCC含量从0～40%增加,复合材料的储能模量逐渐增大；WAXD测试表明：复合前后,P（3HB-co-4HB）的晶型均没有发生变化。DSC测试表明：MCC的加入抑制了P（3HB-co-4HB）的结晶,同时,Avrami方程适合用来分析复合材料的非等温冷结晶过程,Avrami指数n变化趋势不大,这表明：MCC的加入并没有影响P（3HB-co-4HB）的结晶成核机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 生物降解塑料聚羟基烷酸（PHA）概述
• 1.2 几种重要的PHA
• 1.2.1 聚3-羟基丁酸酯（PHB）
• 1.2.2 PHBV
• 1.2.3 P（3HB-co-3HHx）
• 1.2.4 P（3HB-co-4HB）
• 1.3 P（3HB-co-4HB）的基本性能
• 1.3.1 P（3HB-co-4HB）的热性能及结晶行为
• 1.3.2 P（3HB-co-4HB）的力学性能
• 1.3.3 P（3HB-co-4HB）的改性
• 1.3.3.1 增塑剂改性
• 1.3.3.2 成核剂改性
• 1.3.3.3 共混改性
• 1.4 本课题选题依据及主要研究内容
• 1.4.1 选题依据
• 1.4.2 主要研究内容
• 2 P（3HB-co-4HB）的结晶动力学及熔融行为
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 样品制备
• 2.1.3 测试
• 2.1.3.1 差示扫描量热仪（DSC）
• 2.1.3.2 广角X射线衍射（WAXD）
• 2.1.3.3 小角X射线散射（SAXS）
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 等温结晶动力学及熔融行为
• 2.2.2 非等温结晶动力学及熔融行为
• 2.3 本章小结
• 3 P（3HB-co-4HB）/MCC复合材料的结晶行为
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 样品制备
• 3.1.3 性能测试与表征
• 3.1.3.1 动态力学性能分析仪（DMA）
• 3.1.3.2 广角X射线衍射（WAXD）
• 3.1.4 DSC测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 DMA测试
• 3.2.2 WAXD测量
• 3.2.3 非等温结晶行为
• 3.3 本章小结
• 4 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢