耐热级生物降解塑料聚乳酸的研究

论文摘要

随着人们对环境保护的日益关注,生物可降解材料吸引了越来越多的研究目光。聚乳酸材料由于其优良的生物相容性和生物可降解性得到比较广泛的应用。但是由于聚乳酸的结晶速度慢,结晶度低和耐热性差,制约了聚乳酸材料的工业应用范围。本文通过在聚乳酸材料中添加成核剂以及采取热处理的方法,来提高聚乳酸材料的耐热性和结晶性能。通过等温结晶测试仪,偏振光显微镜,X射线衍射仪,热变形温度测定仪,差示扫描量热仪,电子拉伸试验仪和电子显微镜对样品进行分析和表征,最终得到以下结论:1.采用聚-D-乳酸（PDLA）为成核剂时,当结晶温度为120℃,聚-L-乳酸（PLLA）具有最快的结晶速率。PDLA和PLLA可以形成立构复合结构。通过退火处理后,当PDLA的含量达到5%（质量分数）时,PLLA的结晶度提高,耐热性能提高,力学性能提高。2.将PDLA,滑石粉（Talc）和TMC三种成核剂在退火处理以后进行成核效果的比较,结果表明,以PDAL为成核剂的PLLA的结晶性和耐热性最好,以Talc为成核剂的PLLA的次之,以TMC为成核剂的PLLA的最差,但是拉伸强度由大到小的顺序为Talc/PLLA体系,TMC/PLLA体系,PDLA/PLLA体系。3.在复合成核剂体系中,PDLA/Talc复合成核剂体系的耐热性和结晶度均要大于PDLA/TMC复合成核剂体系的。PDLA/Talc复合成核剂体系与PDLA成核剂的热变形温度和结晶度相比,热变形温度和结晶度有所降低。PDLA/TMC复合成核剂体系与PDLA成核剂的结晶度相比,热变形温度和结晶度有所降低。PDLA/TMC复合成核剂体系结晶度比PDLA体系的结晶度小,而比TMC/PLLA体系的大,而两种复合成核体系的热变形温度位于80℃到90℃之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物降解塑料的研究概况
• 1.2 聚乳酸概述
• 1.2.1 聚乳酸的合成
• 1.3 聚乳酸的应用
• 1.3.1 聚乳酸在医学领域的应用
• 1.3.2 聚乳酸在农业方面的应用
• 1.3.3 聚乳酸在纺织领域的应用
• 1.4 聚乳酸改性
• 1.4.1 共聚改性
• 1.4.2 共混改性
• 1.4.3 表面改性
• 1.5 聚乳酸耐热改性研究现状
• 1.5.1 共混改性聚乳酸耐热性
• 1.5.2 交联改性聚乳酸耐热性
• 1.5.3 加入成核剂改性聚乳酸耐热性
• 1.6 本文研究的内容及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器设备
• 2.3 试样的制备
• 2.3.1 PDLA 的制备
• 2.3.2 PLLA 共混物的制备
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 PLLA 与PDLA 分子量的测定
• 2.4.2 等温结晶速率测试
• 2.4.3 结晶形态的观察
• 2.4.4 X 射线衍射测试
• 2.4.5 热变形温度的测定
• 2.4.6 DSC 测试
• 2.4.7 冲击断面形貌电镜观察
• 2.4.8 力学性能测试
• 第3章 成核剂PDLA 对PLLA 树脂性能影响
• 3.1 等温结晶分析
• 3.1.1 等温结晶动力学
• 3.1.2 结晶形貌观察
• 3.2 X 射线衍射结果分析
• 3.3 退火处理对结晶耐热性能的影响
• 3.3.1 退火时间对耐热性的影响
• 3.3.2 DSC 测试结果分析
• 3.3.3 力学性能测试分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 成核剂Talc 和TMC 对PLLA 树脂性能影响
• 4.1 结晶形貌的观察
• 4.2 X 射线衍射结果分析
• 4.3 耐热结晶性能对比分析
• 4.3.1 热变形温度结果分析
• 4.3.2 DSC 测试结果分析
• 4.3.3 力学性能测试分析
• 4.3.4 断面电镜形貌图分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 复合成核剂对PLLA 树脂性能影响
• 5.1 结晶形貌的观察
• 5.2 X 射线衍射结果分析
• 5.3 耐热结晶性能对比分析
• 5.3.1 热变形温度结果分析
• 5.3.2 DSC 测试结果分析
• 5.3.3 力学性能测试结果分析
• 5.3.4 断面电镜形貌图分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间论文发表情况
• 致谢
• 大摘要