“软硬”热塑性淀粉的制备及对全生物降解聚酯性能影响的研究

发布时间：2023-04-05 02:58

　　探索制备新型的生物质全生物降解高分子,用于替代传统的聚烯烃高分子材料,是解决“白色污染”、降低对石化资源依赖性的重要途径。淀粉作为自然界中储量第二大的高分子,兼具廉价、可再生和可完全生物降解的优点。然而,经增塑改性制备的热塑性淀粉(TPS)虽具有较好的热塑加工性,但仍存在脆性、力学性能易受湿度影响而急剧下降、高亲水和耐热温度低等缺陷而难以在生物降解塑料领域中应用。为改善TPS性能和拓展其应用范围,本论文采用反应挤出,通过配位反应和酸化改性对TPS进行“硬化”(玻璃化转变温度提高)和“软化”(类橡胶弹性体)调控,再以“软化”TPS分别与聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融挤出制备高韧性全生物降解聚酯/TPS共混物。论文通过对淀粉凝聚态结构的调控,从而实现TPS、PLA/TPS和PBS/TPS的高性能及低成本化的目的,为TPS改性提供了新策略、为生物质能源的开发利用和高分子材料可持续发展提供了新途径。采用无水醋酸锌(ZA)、甘油与淀粉经双螺杆反应挤出,制备了具有Zn²⁺-淀粉配位超分子作用的“硬化”TPS(TPS-ZAs),采用FTIR、XPS、^...

【文章页数】：103 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 热塑性淀粉概述
        1.2.1 淀粉简述
        1.2.2 热塑性淀粉共混改性研究进展
    1.3 配位超分子作用概述
    1.4 全生物降解聚酯共混改性研究进展
    1.5 本论文的主要研究内容和意义
第二章 实验原料、设备和方法
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 试验仪器与设备
    2.3 样品制备
        2.3.1 TPS-ZAs的制备
        2.3.2 PLA/TPS-TA的制备
        2.3.3 PBS/TPS-TA-CNC的制备
    2.4 测试与表征
        2.4.1 力学性能测试
        2.4.2 傅里叶变换红外光谱测试
        2.4.3 变温红外光谱测试
        2.4.4 热重-红外光谱联用
        2.4.5 X射线光电子能谱测试
        2.4.6 核磁共振氢谱测试
        2.4.7 微观形貌表征
        2.4.8 广角X射线衍射测试
        2.4.9 形状记忆性能测试
        2.4.10 动态热机械测试
        2.4.11 接触角及表面能测试
        2.4.12 流变性能测试
        2.4.13 特性黏数及分子量测试
        2.4.14 差示扫描量热测试
第三章 金属-有机配位超分子作用对热塑性淀粉结构及性能的影响
    3.1 Zn2+-淀粉配位反应机理的研究
        3.1.1 CS/ZAs的红外光谱分析
        3.1.2 CS/ZAs的 X射线光电子能谱分析
        3.1.3 CS/ZAs的核磁共振氢谱分析
        3.1.4 CS/ZAs的能谱分析
        3.1.5 CS/ZAs的黏均分子量测试
        3.1.6 X射线衍射分析
    3.2 微观形貌和结构研究
        3.2.1 微观形貌分析
        3.2.2 变温红外分析
    3.3 表面润湿性研究
    3.4 形状记忆性能研究
    3.5 热稳定性研究
    3.6 力学性能研究
    3.7 剪切流变性能研究
    3.8 热降解性能研究
    3.9 本章小结
第四章 不同配比的PLA/TPS-TA结构及性能的研究
    4.1 酒石酸对TPS结构与性能的影响
    4.2 PLA特性黏数分析
    4.3 扫描电子显微镜分析
    4.4 动态热机械分析
    4.5 动态流变分析
    4.6 结晶性能分析
    4.7 常规力学性能分析
    4.8 耐折性能分析
    4.9 耐折机理分析
    4.10 折叠区晶体形貌分析
    4.11 本章小结
第五章 不同配比的PBS/TPS-TA-CNC结构及性能的研究
    5.1 CNC含量对TPS-TA力学性能的影响
    5.2 扫描电子显微镜分析
    5.3 动态热机械分析
    5.4 差示扫描量热分析
    5.5 X射线衍射分析
    5.6 力学性能分析
    5.7 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
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本文编号：3782591