聚乳酸/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的制备与性能研究

发布时间：2021-04-30 01:16

　　聚乳酸具有高强度、良好生物相容性以及可生物降解等优点,但其性脆、韧性差等缺点限制了它的应用。传统的聚乳酸增韧方法是将聚乳酸与低聚物或弹性体直接共混制备聚乳酸复合材料,虽然能一定程度上提高聚乳酸复合材料的韧性,但牺牲了生物降解性和强度。本文设计制备了生物降解聚酯弹性体粒子,并将生物降解聚酯弹性体粒子与聚乳酸直接熔融共混制备成聚乳酸/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料,探讨了生物降解聚酯弹性体粒子对聚乳酸复合材料性能的影响。1.生物降解聚酯弹性体粒子的制备。以1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、衣康酸、富马酸、丁二酸和癸二酸为原料,采用熔融缩聚反应合成了重复单元不同的两种脂肪族不饱和聚酯。脂肪族不饱和聚酯经过乳化、辐射交联及喷雾干燥等工艺,制备成相应的两种生物降解聚酯弹性体粒子,粒径为微纳米级,玻璃化转变温度分别为-54.3°C和-44.8°C。2.聚乳酸/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的制备与性能研究。生物降解聚酯弹性体粒子能明显改善聚乳酸复合材料的韧性;与纯聚乳酸的断裂伸长率（3.1%）相比,两种生物降解聚酯弹性体粒子（10 wt%）改性的聚乳酸复合材料的断裂伸长率分别增加至3... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 可降解高分子材料
        1.2.1 降解高分子材料分类
        1.2.2 降解机理及方法
            1.2.2.1 生物降解
            1.2.2.2 光降解
            1.2.2.3 光-生物复合降解
    1.3 聚乳酸
        1.3.1 聚乳酸结构及性质
            1.3.1.1 聚乳酸的结构
            1.3.1.2 聚乳酸的结晶性
            1.3.1.3 聚乳酸的物理性质
            1.3.1.4 聚乳酸的加工性
        1.3.2 聚乳酸的合成方法
        1.3.3 聚乳酸的降解机理
            1.3.3.1 聚乳酸的水解
            1.3.3.2 聚乳酸的酶促降解
        1.3.4 聚乳酸的发展与应用
            1.3.4.1 聚乳酸的发展历史
            1.3.4.2 聚乳酸的应用
    1.4 聚乳酸的改性方法
        1.4.1 共聚改性
        1.4.2 共混改性
        1.4.3 增塑改性
        1.4.4 复合改性
    1.5 研究目的及创新之处
第二章 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验设备及仪器
        2.2.3 实验方法
            2.2.3.1 生物降解聚酯弹性体粒子的制备
            2.2.3.2 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的制备
        2.2.4 测试与表征
            2.2.4.1 分子量及分子量分布的测定
            2.2.4.2 凝胶含量的测定
            2.2.4.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试
            2.2.4.4 核磁共振氢谱(1H-NMR)测试
            2.2.4.5 差示扫描量热(DSC)测试
            2.2.4.6 热失重(TGA)测试
            2.2.4.7 粒径分布测试
            2.2.4.8 拉伸性能测试
            2.2.4.9 冲击性能测试
            2.2.4.10 动态热力学性能测试
            2.2.4.11 形貌表征
            2.2.4.12 加工性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 脂肪族不饱和聚酯性能的研究
            2.3.1.1 脂肪族不饱和聚酯的分子量及其分布
            2.3.1.2 脂肪族不饱和聚酯的红外谱图分析
            2.3.1.3 脂肪族不饱和聚酯的核磁谱图分析
        2.3.2 生物降解聚酯弹性体粒子性能的研究
            2.3.2.1 生物降解聚酯弹性体粒子的红外谱图分析
            2.3.2.2 生物降解聚酯弹性体粒子的DSC分析
            2.3.2.3 生物降解聚酯弹性体粒子的TGA分析
            2.3.2.4 生物降解聚酯弹性体粒子的粒径分布
            2.3.2.5 生物降解聚酯弹性体粒子的凝胶含量
        2.3.3 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料性能的研究
            2.3.3.1 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的热稳定性
            2.3.3.2 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的加工性
            2.3.3.3 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的物理机械性能
            2.3.3.4 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的形貌分析
            2.3.3.5 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的动态热力学性能
    2.4 本章小结
第三章 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的结晶性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 实验设备及仪器
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 测试与表征
            3.2.4.1 非等温结晶测试
            3.2.4.2 等温结晶测试
            3.2.4.3 结晶形貌测试
            3.2.4.4 XRD测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的等温结晶分析
        3.3.2 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的非等温结晶分析
        3.3.3 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的XRD图谱分析
        3.3.4 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的结晶形貌分析
    3.4 本章小结
第四章 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的降解性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及试剂
        4.2.2 实验仪器及设备
        4.2.3 实验方法
            4.2.3.1 土壤掩埋实验
            4.2.3.2 脂肪酶降解实验
            4.2.3.3 碱降解实验
            4.2.3.4 酸降解实验
        4.2.4 测试与表征
            4.2.4.1 降解质量损失率的测定
            4.2.4.2 降解样品表面形貌观察
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 生物降解聚酯弹性体粒子的降解性能
            4.3.1.1 生物降解聚酯弹性体粒子在生物酶条件下的降解
            4.3.1.2 生物降解聚酯弹性体粒子在碱性介质中的降解
            4.3.1.3 生物降解聚酯弹性体粒子在酸性介质中的降解
            4.3.1.4 生物降解聚酯弹性体粒子在中性介质中的降解
        4.3.2 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料的降解性能
            4.3.2.1 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料在土壤掩埋条件下的降解
            4.3.2.2 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料在生物酶条件下的降解
            4.3.2.3 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料在碱性介质中的降解
            4.3.2.4 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料在酸性介质中的降解
            4.3.2.5 PLA/生物降解聚酯弹性体粒子复合材料在中性介质中的降解
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3168555