PPC/PHB复合材料的结构与性能及阻隔机理研究

发布时间：2023-01-04 18:23

　　聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）是由二氧化碳和环氧丙烷合成的一种脂肪族聚碳酸酯,完全生物降解且具有较好的气体阻隔性能,然而PPC的热力学性能较差,氧气阻隔性能仍低于传统阻隔材料EVOH,应用受到限制。聚-3-羟基丁酸酯（PHB）是由生物发酵产生的一类热塑性聚酯,完全生物可降解,阻隔性能优异,力学强度和模量与聚丙烯相似,然而PHB脆性大,加工窗口窄,限制了其推广应用。将PHB与PPC进行共混改性,可以有效增强PPC的力学性能和阻隔性能,将为PPC和PHB在包装材料的进一步应用提供新方法和理论指导。首先采用哈克转矩流变仪熔融共混制备PPC/PHB共混材料,通过红外光谱分析PPC与PHB之间相互作用、差示扫描量热（DSC）和偏光显微镜（POM）分析复合材料的结晶性能,结果表明PPC与PHB之间存在着较强的氢键作用力,PHB的加入提高了复合材料的拉伸强度和氧气阻隔性能。基于分子间氢键可以加强树脂基体与填料之间的相互作用,在PPC/PHB体系中引入纳米微晶纤维素（CNC）作为增强填料,考虑到CNC的分散性问题,以水溶性的聚乙二醇（PEG-10000）作为CNC载体,制备了PEG/CNC母料,将其分别与... 

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚甲基乙撑碳酸酯的结构与性能
        1.2.1 聚甲基乙撑碳酸酯的分子结构
        1.2.2 聚甲基乙撑碳酸酯的性能
    1.3 聚-3-羟基丁酸酯的结构与性能
        1.3.1 聚-3-羟基丁酸酯的的分子结构
        1.3.2 聚-3-羟基丁酸酯的性能
    1.4 聚甲基乙撑碳酸酯/聚-3-羟基丁酸酯复合材料的研究进展
    1.5 本论文研究的目的、意义和主要内容
        1.5.1 本论文的研究目的和意义
        1.5.2 本论文研究课题的来源及主要的研究内容
第二章 实验原料、设备和方法
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 样品制备
        2.3.1 PPC基复合材料制备
        2.3.2 封端改性PPC制备
        2.3.3 PPC/PHB注塑样品制备
        2.3.4 PPC/PHB/Ax8900共混吹塑薄膜制备
    2.4 样品测试与表征
        2.4.1 红外光谱
        2.4.2 力学性能测试
        2.4.3 动态力学性能(DMA)分析
        2.4.4 热学性能
        2.4.5 动态黏弹流变性能
        2.4.6 特性黏度
        2.4.7 偏光显微镜(POM)测试
        2.4.8 微观形貌
        2.4.9 透光率及雾度测试
        2.4.10 阻隔性能
第三章 PPC/PHB/CNC复合材料的结构与性能
    3.1 引言
    3.2 PPC/PHB复合材料的结构与性能
        3.2.1 红外光谱分析
        3.2.2 结晶行为
        3.2.3 力学性能
        3.2.4 气体阻隔性能
    3.3 PPC/PEG/CNC复合材料的结构与性能
        3.3.1 PPC、PEG和CNC的氢键作用机理
        3.3.2 力学性能
        3.3.3 动态力学性能
        3.3.4 复合材料的微观形貌
        3.3.5 氧气阻隔性能
    3.4 PPC-PEG-CNC-PHB复合材料的结构与性能
        3.4.1 动态流变
        3.4.2 力学性能
        3.4.3 复合材料的微观形态
        3.4.4 气体阻隔性能
    3.5 本章小结
第四章 PPC/PHB复合材料的流变、形态与性能
    4.1 PPC的封端
        4.1.1 MA、ADR4370、Ax8900结构式
        4.1.2 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的动态流变性能
            4.1.2.1 封端剂类型对PPC复数黏度的影响
            4.1.2.2 封端剂类型对PPC弹性模量的影响
        4.1.3 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的热性能
        4.1.4 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的特性黏度
        4.1.5 MA、ADR4370、Ax8900封端PPC的力学性能
    4.2 PPC/PHB共混体系的流变、形态结构与性能
        4.2.1 脆断面形貌分析
        4.2.2 动态流变性能
    4.3 热性能
    4.4 PPC/PHB复合材料的力学性能
        4.4.1 拉伸和弯曲性能
        4.4.2 PPC/PHB复合材料的拉伸形貌分析
    4.5 PPC/PHB/Ax8900共混体系的结构与性能研究
        4.5.1 脆断面形貌分析
        4.5.2 动态流变性能
        4.5.3 力学性能
    4.6 本章小结
第五章 PPC/PHB复合材料挤出吹塑薄膜的结构与性能
    5.1 吹塑薄膜的微观形貌
    5.2 吹塑薄膜的性能
        5.2.1 力学性能
        5.2.2 透光率
        5.2.3 雾度
        5.2.4 阻隔性能
            5.2.4.1 水蒸气阻隔性能
            5.2.4.2 氧气阻隔性能
    5.3 本章小结
第六章 PPC/PHB复合材料阻隔机理分析
    6.1 PPC/PHB复合材料的阻隔模型
    6.2 PPC/PHB/Ax8900共混复合薄膜的阻隔模型
    6.3 CNC存在情况下复合材料的气体阻隔模型及机理
        6.3.1 纳米微晶纤维素的阻隔机理
        6.3.2 纳米微晶纤维素的气体阻隔模型
        6.3.3 PPC/PEG/CNC阻隔性能模型预测
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]化学法制备纳米微晶纤维素的研究进展[J]. 李媛媛,戴红旗.  南京林业大学学报(自然科学版). 2012(05)
[2]PHBV-GMA与PHBV-GMA/PPC共混物中接枝物的热性能与形态结构[J]. 李静.  高分子通报. 2010(06)
[3]聚3-羟基丁酸酯从熔体薄膜及溶液中形成的球晶结构及生长机理[J]. 曹启坤,乔晓平,王辉,刘结平.  中国科学（B辑:化学）. 2008(08)
[4]聚β-羟基丁酸酯和聚碳酸亚丙酯的共混体系研究[J]. 杨冬芝,胡平.  塑料. 2006(04)
[5]POLY （β-HYDROXYALKANOATES）: NATURAL BIOCOMPATIBLE AND BIODEGRADABLE POLYESTERS PRODUCED BY BACTERIA[J]. ROBERT W. LENZ,RICHARD A. GROSS,HELMUT BRANDL,R. CLINTON FULLER.  Chinese Journal of Polymer Science. 1989(04)

硕士论文
[1]聚碳酸亚丙酯及其复合材料的改性研究[D]. 徐广.海南大学 2011



本文编号：3727709