聚乳酸/热塑性淀粉共混体系的研究

论文摘要

本文确定了一种糊化淀粉（GS）的制备方法,将其与淀粉、热塑性淀粉进行了多方面的对比。并将聚乳酸（PLA）与糊化淀粉、热塑性淀粉（TPS）、三乙酸甘油酯（TAc）等进行了共混,确定了工艺流程,研究共混体系的力学性能、热学性能流变性能等。利用乳酸（LA）中的水将红薯淀粉（St）糊化,在100℃、0.08～0.09MPa下制备了聚乳酸（PLA）与淀粉的接枝共聚物。用傅立叶变换红外光谱、核磁共振对接枝产物进行了表征。根据Beer-Lambert定律（MLB）,采用基线法计算了接枝产物的接枝率,并利用高效液相色谱（HPLC）分析了该接枝反应的机理。结果表明：在温度较低的条件下,通过减压反应可得到PLA与St的接枝共聚物,PLA的接枝率为5.7%。对淀粉在乳酸水溶液中原位熔融接枝聚合反应机理的研究表明：接枝反应实质上是淀粉与原位生成的丙交酯的接枝聚合反应,是通过丙交酯的酰氧键断裂而导致的开环聚合。将该PLA-g-St添加至聚乳酸与热塑性淀粉的共混体系中,研究了其对此共混体系力学性能、相容性的贡献。结果发现,添加PLA-g-St使得该共混产物力学性能增加。比较未添加和添加PLA-g-St的PLA/TPS共混物试样的横断面的SEM照片,可以明显地看到,添加有PLA-g-St的共混材料的断面微观结构更均匀。因此,PLA-g-St可有效地增加聚乳酸/热塑性淀粉共混体系的相容性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 聚乳酸
• 1.1.1 聚乳酸的制备
• 1.1.2 聚乳酸的优点及缺点
• 1.2 淀粉
• 1.2.1 淀粉的分类及应用
• 1.2.2 淀粉的结构
• 1.2.3 糊化淀粉
• 1.2.4 热塑性淀粉
• 1.3 聚乳酸与淀粉的共混体系
• 1.4 接枝共聚物增容改性共混体系
• 1.5 本课题的研究内容
• 第2章 聚乳酸与淀粉共混研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验仪器设备
• 2.2.3 糊化淀粉的制备与表征
• 2.2.4 聚乳酸与糊化淀粉密炼共混
• 2.2.5 聚乳酸与糊化淀粉双螺杆挤出共混
• 2.2.6 聚乳酸与热塑性淀粉共混
• 2.2.7 聚乳酸与三乙酸甘油酯共混
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 淀粉的表征
• 2.3.2 聚乳酸与糊化淀粉共混
• 2.3.3 聚乳酸与热塑性淀粉共混
• 2.3.4 聚乳酸与三乙酸甘油酯共混
• 2.4 本章小结
• 第3章 聚乳酸接枝淀粉制备与表征及其共混研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验仪器设备
• 3.2.3 聚乳酸接枝淀粉的制备与表征
• 3.2.4 聚乳酸接枝淀粉与PLA/TPS挤出共混
• 3.2.5 共混物性能的测试及表征
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 聚乳酸接枝淀粉红外分析
• 3.3.2 聚乳酸接枝淀粉核磁共振分析
• 3.3.3 淀粉与乳酸原位接枝共聚反应的机理
• 3.3.4 聚乳酸接枝淀粉微结构解析
• 3.3.5 聚乳酸接枝淀粉的溶解性能
• 3.3.6 聚乳酸接枝淀粉在PLA/TPS共混体系中的作用
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢