聚乳酸基复合材料降解行为及机制的研究
发布时间：2021-05-19 00:27
以环境、能源和经济为导向的可持续发展是当前社会面临的重要挑战。石油基塑料的应用与发展为人类社会带来了严重的环境污染和能源消耗,以可再生、可生物降解高分子材料代替石油基塑料成为可持续发展的必然趋势。聚乳酸（PLA）作为一种最具潜力的绿色可生物降解材料被广泛研究开发并用于不同领域。从环境角度考虑,PLA可以自然降解为CO2和H2O,有效缓解环境污染;从能源角度而言,PLA原料来源于生物质资源,可以有效降低能源消耗;从经济角度来讲,PLA材料可生物降解,减少了塑料废弃物的处理成本。但是,PLA的生物降解速率较慢,通常将其与易降解的生物质资源共混复合以提高生物降解速率。淀粉是一种来源广泛、价格低廉的可再生生物质资源,与PLA复合之后,不仅提高了 PLA基复合材料的生物降解速率,同时还降低了材料的生产成本。PLA分子链中的酯基易受环境影响而发生降解,这将影响PLA基材料的使用性能。本论文旨在揭示PLA基复合材料在不同条件下的降解行为及机制,为PLA基材料的加工、应用、回收及废弃处理提供理论和实践指导。论文主要研究了四种不同的降解条件对PLA基复合材料性能的影响。研究了自然土埋降解条件下淀粉/PL...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 可持续发展与可降解材料概述
1.2 聚乳酸的概述
1.2.1 聚乳酸的合成
1.2.2 聚乳酸的性能
1.2.3 聚乳酸的应用
1.3 聚乳酸的降解机理
1.3.1 聚乳酸的土埋降解机理
1.3.2 聚乳酸的紫外老化降解机理
1.3.3 聚乳酸的热降解机理
1.3.4 聚乳酸的水解机理
1.4 聚乳酸基复合材料的降解研究概述
1.4.1 聚乳酸基复合材料的土埋降解研究进展
1.4.2 聚乳酸基复合材料的紫外老化研究进展
1.4.3 聚乳酸基复合材料的热降解研究进展
1.4.4 聚乳酸基复合材料的水解研究进展
1.5 研究目的及意义、内容和创新点
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究的创新点
2 聚乳酸基复合材料的土埋降解行为及机制
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 样品制备
2.2.3 复合材料的土埋降解
2.2.4 性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 复合材料土埋降解过程及各组分含量分析
2.3.2 复合材料土埋降解过程中微观形貌的演变
2.3.3 复合材料土埋降解过程中分子量的变化
2.3.4 复合材料土埋降解过程中力学强度的变化
2.3.5 复合材料土埋降解过程中热性能的变化
2.3.6 复合材料土埋降解过程中热稳定性的变化
2.3.7 复合材料土埋降解过程中化学结构的变化
2.3.8 复合材料土埋降解均一性分析
2.4 本章小结
3 聚乳酸基复合材料的紫外老化行为及机制
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 样品制备
3.2.3 复合材料的紫外老化
3.2.4 性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 复合材料紫外老化过程中分子量的变化
3.3.2 复合材料紫外老化过程中化学结构的变化
3.3.3 复合材料紫外老化过程中表面形貌的变化
3.3.4 复合材料紫外老化过程中聚集态结构的变化
3.3.5 复合材料紫外老化过程中热性能的变化
3.3.6 复合材料紫外老化过程中热稳定性的变化
3.3.7 复合材料紫外老化过程中力学性能的变化
3.4 本章小结
4 聚乳酸基复合材料的热降解行为及机制
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 样品制备
4.2.3 样品的退火处理
4.2.4 复合材料的热降解
4.2.5 热降解动力学分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同气体氛围中复合材料的热降解行为
4.3.2 不同气体氛围中复合材料的热降解动力学
4.3.3 惰性气体中复合材料热降解过程中挥发性产物分析
4.3.4 氧气条件下复合材料热降解过程中挥发性产物分析
4.3.5 不同气体氛围中复合材料的主要热降解气体产物的轨迹分析
4.3.6 退火处理对复合材料热行为的影响
4.3.7 退火处理对复合材料热降解行为的影响
4.3.8 退火处理对复合材料热降解动力学的影响
4.4 本章小结
5 聚乳酸基复合材料的水解行为及机制
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 样品制备
5.2.3 复合材料的水解
5.2.4 性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料水解过程中吸水率的变化
5.3.2 复合材料水解过程中分子量的变化
5.3.3 复合材料水解过程中水解液pH值的变化
5.3.4 复合材料水解过程中宏观和微观形貌演变
5.3.5 复合材料水解过程中聚集态结构的变化
5.3.6 复合材料水解过程中热稳定性的变化
5.3.7 复合材料水解过程中力学性能的变化
5.3.8 复合材料水解过程中表面化学结构的变化
5.3.9 复合材料水解机制分析
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件
本文编号：3194755
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 可持续发展与可降解材料概述
1.2 聚乳酸的概述
1.2.1 聚乳酸的合成
1.2.2 聚乳酸的性能
1.2.3 聚乳酸的应用
1.3 聚乳酸的降解机理
1.3.1 聚乳酸的土埋降解机理
1.3.2 聚乳酸的紫外老化降解机理
1.3.3 聚乳酸的热降解机理
1.3.4 聚乳酸的水解机理
1.4 聚乳酸基复合材料的降解研究概述
1.4.1 聚乳酸基复合材料的土埋降解研究进展
1.4.2 聚乳酸基复合材料的紫外老化研究进展
1.4.3 聚乳酸基复合材料的热降解研究进展
1.4.4 聚乳酸基复合材料的水解研究进展
1.5 研究目的及意义、内容和创新点
1.5.1 研究目的及意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究的创新点
2 聚乳酸基复合材料的土埋降解行为及机制
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 样品制备
2.2.3 复合材料的土埋降解
2.2.4 性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 复合材料土埋降解过程及各组分含量分析
2.3.2 复合材料土埋降解过程中微观形貌的演变
2.3.3 复合材料土埋降解过程中分子量的变化
2.3.4 复合材料土埋降解过程中力学强度的变化
2.3.5 复合材料土埋降解过程中热性能的变化
2.3.6 复合材料土埋降解过程中热稳定性的变化
2.3.7 复合材料土埋降解过程中化学结构的变化
2.3.8 复合材料土埋降解均一性分析
2.4 本章小结
3 聚乳酸基复合材料的紫外老化行为及机制
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 样品制备
3.2.3 复合材料的紫外老化
3.2.4 性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 复合材料紫外老化过程中分子量的变化
3.3.2 复合材料紫外老化过程中化学结构的变化
3.3.3 复合材料紫外老化过程中表面形貌的变化
3.3.4 复合材料紫外老化过程中聚集态结构的变化
3.3.5 复合材料紫外老化过程中热性能的变化
3.3.6 复合材料紫外老化过程中热稳定性的变化
3.3.7 复合材料紫外老化过程中力学性能的变化
3.4 本章小结
4 聚乳酸基复合材料的热降解行为及机制
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 样品制备
4.2.3 样品的退火处理
4.2.4 复合材料的热降解
4.2.5 热降解动力学分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同气体氛围中复合材料的热降解行为
4.3.2 不同气体氛围中复合材料的热降解动力学
4.3.3 惰性气体中复合材料热降解过程中挥发性产物分析
4.3.4 氧气条件下复合材料热降解过程中挥发性产物分析
4.3.5 不同气体氛围中复合材料的主要热降解气体产物的轨迹分析
4.3.6 退火处理对复合材料热行为的影响
4.3.7 退火处理对复合材料热降解行为的影响
4.3.8 退火处理对复合材料热降解动力学的影响
4.4 本章小结
5 聚乳酸基复合材料的水解行为及机制
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 样品制备
5.2.3 复合材料的水解
5.2.4 性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料水解过程中吸水率的变化
5.3.2 复合材料水解过程中分子量的变化
5.3.3 复合材料水解过程中水解液pH值的变化
5.3.4 复合材料水解过程中宏观和微观形貌演变
5.3.5 复合材料水解过程中聚集态结构的变化
5.3.6 复合材料水解过程中热稳定性的变化
5.3.7 复合材料水解过程中力学性能的变化
5.3.8 复合材料水解过程中表面化学结构的变化
5.3.9 复合材料水解机制分析
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
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