改性淀粉/EVA环境友好型复合发泡鞋底材料制备及表征

论文摘要

本课题拟在寻找环境友好型EVA复合发泡鞋底材料。以甘油为增塑剂、EAA为增溶剂、POE为弹性体、滑石粉为无机填料,通过正交实验L9（34）优化木薯淀粉及玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的配方工艺,并研究了木薯淀粉、玉米淀粉、发泡剂AC、交联剂DCP和滑石粉对复合发泡鞋底材料物理力学性能的影响。增塑木薯淀粉及增塑玉米淀粉的红外谱图在3360 cm-1附近-OH的特征吸收峰变弱变宽,表明甘油破坏了淀粉分子间的氢键作用。木薯淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的最佳配方为POE树脂20份,EAA树脂30份,甘油8份；玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的最佳配方为POE树脂20份,EAA树脂30份,滑石粉10份,甘油8份。对比两种淀粉所制得的复合发泡鞋底材料,含玉米淀粉的复合发泡鞋底材料的物理力学性能较好。SEM分析表明,EAA的加入,减少了木薯淀粉及玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料前驱体断面上颗粒和孔洞的数量,提高了淀粉与EVA基体树脂的相容性。纳米无机物可以作为发泡材料的泡孔成核剂,以硅烷偶联剂KH-550和KH-570两种表面改性剂分别对煤系煅烧高岭土、龙岩煅烧高岭土和水洗高岭土进行改性,将改性后的高岭土作为淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的泡孔成核剂并探讨了复合发泡鞋底材料的拉伸断裂机理。研究表明,KH-570的改性效果远远优于KH-550。当KH-570含量为1.8份时,煤系煅烧高岭土和龙岩煅烧高岭土的活化指数达100%,水洗高岭土的活化指数达99%。红外分析表明,KH-570对高岭土的表面有有机化作用；XRD分析表明,KH-570不改变高岭土的晶体及晶型结构：物理力学性能分析表明,在淀粉/EVA复合发泡鞋底材料中,煤系煅烧高岭土、龙岩煅烧高岭土及水洗高岭土的最佳含量分别为20份、10份、20份。对可溶性淀粉和玉米淀粉分别进行湿法和干法接枝改性,不使用增溶剂和改性剂EAA,将改性后的淀粉直接应用于EVA发泡材料,初步探讨了接枝改性淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的配方工艺。通过红外光谱、接枝率和接枝效率研究接枝改性效果,并通过物理力学性能测试、SEM及热分析对复合发泡鞋底材料相应性能进行分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 EVA发泡材料研究进展
• 1.2.1 EVA简介
• 1.2.2 EVA发泡材料主要原料简介
• 1.2.3 EVA发泡材料研究进展
• 1.3 淀粉改性研究进展
• 1.3.1 淀粉塑化改性
• 1.3.2 淀粉化学接枝改性
• 1.4 淀粉/EVA复合材料研究进展
• 1.5 高岭土表面改性及其高岭土纳米复合材料研究进展
• 1.6 本课题的研究内容及特色之处
• 第二章 木薯淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验主要原料
• 2.2.2 实验主要仪器设备
• 2.2.3 木薯淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的配方设计及制备
• 2.3 结构表征及性能测试
• 2.3.1 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
• 2.3.2 物理力学性能测试
• 2.3.3 X-射线衍射（XRD）分析
• 2.3.4 环境扫描电镜（ESEM）分析
• 2.3.5 热重测试
• 2.3.6 熔体流动速率（MFR）测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱分析
• 2.4.2 物理力学性能分析
• 2.4.3 XRD分析
• 2.4.4 SEM分析
• 2.4.5 热失重分析（TG）
• 2.4.6 熔体流动速率（MFR）分析
• 本章小结
• 第三章 玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验主要原料
• 3.2.2 实验主要仪器设备
• 3.2.3 玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的配方设计及制备
• 3.3 结构表征及性能测试
• 3.3.1 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
• 3.3.2 物理力学性能测试
• 3.3.3 环境扫描电镜（ESEM）分析
• 3.3.4 热失重分析（TG）
• 3.3.5 熔体流动速率（MFR）测试
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 红外光谱分析
• 3.4.2 物理力学性能分析
• 3.4.3 SEM分析
• 3.4.4 热失重分析（TG）
• 3.4.5 熔体流动速率（MFR）分析
• 本章小结
• 第四章 改性高岭土在玉米淀粉/EVA复合发泡鞋底材料中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验主要原料
• 4.2.2 实验主要仪器设备
• 4.2.3 玉米淀粉/EVA/高岭土复合发泡鞋底材料的制备
• 4.3 结构表征及性能测试
• 4.3.1 改性高岭土活化指数的测定
• 4.3.2 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
• 4.3.3 X-射线衍射（XRD）分析
• 4.3.4 物理力学性能测试
• 4.3.5 环境扫描电镜（ESEM）分析
• 4.3.6 热重测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 改性高岭土活化指数分析
• 4.4.2 红外光谱分析
• 4.4.3 XRD分析
• 4.4.4 物理力学性能分析
• 4.4.5 SEM分析
• 4.4.6 热失重分析（TG）
• 本章小结
• 第五章 淀粉接枝改性及其在EVA复合发泡鞋底材料中应用的初步探讨
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验主要原料
• 5.2.2 实验主要仪器设备
• 5.2.3 可溶性淀粉接枝醋酸乙烯（VAc）的制备
• 5.2.4 玉米淀粉干法接枝EVA及其弹性体的制备
• 5.2.5 接枝改性淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的制备
• 5.3 结构表征及性能测试
• 5.3.1 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
• 5.3.2 湿法接枝改性淀粉接枝率和接枝效率分析
• 5.3.3 物理力学性能测试
• 5.3.4 环境扫描电镜（ESEM）分析
• 5.3.5 热重测试
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 红外光谱分析
• 5.4.2 湿法接枝改性淀粉接枝率和接枝效率分析
• 5.4.3 物理力学性能分析
• 5.4.4 SEM分析
• 5.4.5 热失重分析（TG）
• 本章小结
• 本文结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士期间科研成果
• 参与的科研项目