生物可降解P（3HB-co-4HB）的复合改性研究

论文摘要

分别以氮化硼（BN）、BRUGGOLENP250、活性碳酸钙（CaCO3）和三苄基叉山梨醇Tm-3为成核剂,用熔融模压法制备了聚（3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯）[P（3HB-co-4HB）]样品,借用偏光显微镜（POM）、差示扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）等考察了成核剂种类及用量对共聚酯结晶形态、熔点、热分解温度、力学性能及断面形态的影响；用熔融挤出法分别制备了P（3HB-co-4HB）/PLA和P（3HB-co-4HB）/PEG复合材料,并研究了复合材料的断面形态、热分解温度和力学性能等。结果表明：（1）各种成核剂均能有效细化P（3HB-co-4HB）共聚酯的球晶尺寸,提高其熔点及热分解温度；成核剂用量对共聚酯力学性能的影响存在最佳值。当成核剂BN的含量为5wt%o-8wt%o时,P（3HB-co-4HB）共聚酯的综合性能最好。（2）PLA的加入可以提高P（3HB-co-4HB）的热分解温度,增强其热稳定性；当PLA的加入量≤60wt%时,复合材料的维卡软化温度基本不变,当加入量>60wt%时,复合材料的维卡软化温度迅速下降,当加入量为80wt%时基本接近PLA的维卡软化温度；当PLA的含量为40wt%时,体系的熔体黏度最小；随着PLA含量的增加,P（3HB-co-4HB）/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度都有明显提高。缺口冲击强度和断裂伸长率也有一定提高,但在P（3HB-co-4HB）和PLA质量比为60/40时出现最低值；在PLA的加入量为40wt%时共混体系发生相逆转。（3）PEG的加入可提高P（3HB-co-4HB）的熔点及热稳定性,改善流变性能和亲水性,但维卡软化温度、拉伸强度和弯曲强度均降低；适量的PEG使P（3HB-co-4HB）的缺口冲击强度和断裂伸长率有明显提高,其中PEG的添加量在5wt%～10wt%时综合性能达到最佳值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 聚羟基脂肪酸酯（PHA）的发展历史
• 1.2 聚羟基脂肪酸酯（PHA）的研究进展
• 1.3 聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成
• 1.3.1 PHA的生物法合成
• 1.3.2 PHB的化学合成
• 1.4 聚羟基脂肪酸酯（PHA）的基本性能
• 1.4.1 物理性能
• 1.4.2 机械性能
• 1.4.3 结晶性能
• 1.4.4 热性能
• 1.5 聚羟基脂肪酸酯（PHA）的改性研究
• 1.5.1 生物改性
• 1.5.2 物理改性
• 1.5.3 化学改性
• 1.6 聚乳酸的结构和性能
• 1.6.1 聚乳酸PLA的改性研究
• 1.6.1.1 聚乳酸PLA的共聚改性
• 1.6.1.2 聚乳酸PLA的共混改性
• 1.7 聚乙二醇（PEG）简介
• 1.7.1 聚乙二醇物理特性
• 1.7.2 聚乙二醇化学特性
• 1.7.3 聚乙二醇毒性
• 1.7.4 聚乙二醇的生物降解性
• 1.8 本论文研究的目的及意义
• 2 实验部分
• 2.1 原料与设备
• 2.2 样品制备及测试表征
• 2.2.1 样品制备
• 2.2.2 测试与表征
• 3 结果与讨论
• 3.1 成核剂对P（3HB-co-4HB）体系性能的影响
• 3.1.1 结晶形态
• 3.1.2 DSC分析
• 3.1.3 热分解温度
• 3.1.4 断面形态
• 3.1.5 力学性能
• 3.2 P（3HB-co-4HB）/PLA复合材料性能研究
• 3.2.1 断面形态分析
• 3.2.2 熔体流动速率分析
• 3.2.3 流变性能分析
• 3.2.4 扭矩分析
• 3.2.5 维卡软化温度分析
• 3.2.6 TGA分析
• 3.2.7 结晶形态分析
• 3.2.8 DSC分析
• 3.2.9 力学性能分析
• 3.3 P（3HB-co-4HB）/PEG复合材料的性能研究
• 3.3.1 断面形态分析
• 3.3.2 DSC分析
• 3.3.3 熔体流动速率分析
• 3.3.4 流变性能分析
• 3.3.5 TGA分析
• 3.3.6 维卡软化温度分析
• 3.3.7 接触角分析
• 3.3.8 力学性能分析
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间论文发表情况
• 8 致谢