反应增容PPC/PBAT共混物及其薄膜结构与性能研究
发布时间：2021-11-13 11:20
聚碳酸亚丙酯（PPC）具有优异的生物降解性、生物相容性和氧气阻隔性能,然而PPC无定形的聚集态结构和较低的玻璃化转变温度,导致PPC的热性能、力学性能和尺寸稳定性较差,严重限制了其广泛应用。聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯（PBAT）具有良好的热性能、力学性能和加工性能,然而PBAT吹膜得到的薄膜开口性差、厚度不均匀、成本较高,并且其阻隔性能仍有待提高。将PPC和PBAT结合在一起,能够弥补单一材料的缺点,得到力学性能和阻隔性能优异的共混物材料。本论文首先采用双螺杆挤出机制备不同配比的PPC/PBAT共混物,研究熔体黏度对共混物力学性能、流变性能、界面相互作用、热性能和相形态的影响,对共混物熔体黏度、微观形态和性能进行分析,建立熔体黏度-微观形态-性能之间的关系。力学性能、动态流变性能和红外光谱测试（FTIR）结果表明,由于两种聚合物的熔体黏度不同,以PBAT为基体的共混物具有更好的力学性能、相容性和分子间相互作用。PBAT的引入有效地提高了共混物的热稳定性,PPC的加入提高了共混物的结晶能力,当仅加入10 wt%PPC时,共混物的结晶温度从37.5℃增加到66.8℃,有助于吹膜...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主要研究内容流程图
第三章不同配比PPC/PBAT共混物的结构与性能211169%降低到414%。然而，当PBAT的含量高于50wt%时，引入PBAT有效地提高了共混物的拉伸强度和断裂伸长率，当PBAT的含量由30wt%增加到70wt%，共混物的拉伸强度从5.6MPa增加到17.5MPa，增加了2.1倍，当PBAT的含量由50wt%增加到70wt%时，共混物的断裂伸长率从414%增加到1398%，增加了2.4倍。共混物力学性能的提高不仅依赖于共混组分的力学性能，而且还和组分间的作用力密切相关。在熔融共混过程中，当分散相的熔体黏度高于基体的熔体黏度，分散相聚合物的分子链不能完全伸展开来，官能团不能暴露出来，限制了聚合物之间的相互作用[54]。在PPC/PBAT共混体系中，不同的聚合物作为基体，共混物的力学性能随PBAT含量的变化表现出不同的变化趋势，这可能是由于在熔融共混条件下，PBAT的熔体黏度高于PPC的熔体黏度，当PBAT的含量低于50wt%时，PBAT为分散相，高黏度的PBAT颗粒不能很好地均匀分散，与PPC形成有效的氢键作用，降低了共混物的力学性能。当PBAT的含量高于50wt%时，PBAT相成为基体，此时共混物的黏度比小于1，黏度较低的PPC颗粒能够均匀地分散在PBAT基体中，与PBAT形成氢键，聚合物之间的作用力增强，共混物的力学性能提高。图3-1共混物的力学性能：（a）应力-应变曲线，（b）拉伸强度和断裂伸长率Figure3-1Mechanicalpropertiesofblends：(a)stress-straincurves,(b)tensilestrengthandelongationatbreak3.2共混物的流变性能流变测试是研究聚合物共混物的重要工具，因为流变行为对共混物的相形态、界面相互作用和共混组分十分敏感。图3-2是PPC、PBAT及其不同组分的共混物在160℃下的复数黏度（η*）、储能模量（G"）和损耗模量（G"）。从图3-2（a）可看到，两种聚
第三章不同配比PPC/PBAT共混物的结构与性能23用的减少会降低共混物的能量耗散量，从而导致损耗模量降低[58]。然而当PBAT的含量超过50wt%，共混物的损耗模量高于PPC/PBAT50/50共混物的损耗模量，可能是由于共混物中分子缠结作用增强。在高频区域，PBAT为基体共混物的损耗模量高于PPC基体共混物的损耗模量，说明在PBAT为基体的共混物中PPC和PBAT的相容性较好。另外，在整个频率范围内，PPC/PBAT50/50共混物展现出最低的损耗模量，说明在这一组分共混物中，PPC和PBAT之间的相容性很差。图3-2共混物的流变性能：（a）复数黏度，（b）储能模量，（c）损耗模量Figure3-2Rheologicalpropertiesofblends:(a)complexviscosity,(b)storagemodulus,(c)lossmodulusCole–Cole曲线可以用来表征共混物的相容性，当共混物具有较好的相容性或分散相分布均匀时，Cole-Cole曲线为光滑的半圆形曲线，但是当共混物发生相分离或分散相分布不均匀时，Cole-Cole曲线将偏离弧形[59,60]。图3-3为PPC、PBAT和不同配比PPC/PBAT共混物的Cole-Cole曲线，PBAT的Cole-Cole曲线呈现半圆形，说明了聚合物具有良好的均相性，对于PPC/PBAT10/90共混物，Cole-Cole曲线为带有长尾巴的圆弧，说明PPC颗粒的分散是不太均匀的，然而，含有30wt%PPC共混物的Cole-Cole曲线为光滑的圆弧，说明PPC和PBAT在该共混物组分中具有很好的相容性，或者分散相均匀分布在共混物中。但是，PPC为基体的共混物的Cole-Cole曲线几乎为直线，说明
本文编号：3492929
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主要研究内容流程图
第三章不同配比PPC/PBAT共混物的结构与性能211169%降低到414%。然而，当PBAT的含量高于50wt%时，引入PBAT有效地提高了共混物的拉伸强度和断裂伸长率，当PBAT的含量由30wt%增加到70wt%，共混物的拉伸强度从5.6MPa增加到17.5MPa，增加了2.1倍，当PBAT的含量由50wt%增加到70wt%时，共混物的断裂伸长率从414%增加到1398%，增加了2.4倍。共混物力学性能的提高不仅依赖于共混组分的力学性能，而且还和组分间的作用力密切相关。在熔融共混过程中，当分散相的熔体黏度高于基体的熔体黏度，分散相聚合物的分子链不能完全伸展开来，官能团不能暴露出来，限制了聚合物之间的相互作用[54]。在PPC/PBAT共混体系中，不同的聚合物作为基体，共混物的力学性能随PBAT含量的变化表现出不同的变化趋势，这可能是由于在熔融共混条件下，PBAT的熔体黏度高于PPC的熔体黏度，当PBAT的含量低于50wt%时，PBAT为分散相，高黏度的PBAT颗粒不能很好地均匀分散，与PPC形成有效的氢键作用，降低了共混物的力学性能。当PBAT的含量高于50wt%时，PBAT相成为基体，此时共混物的黏度比小于1，黏度较低的PPC颗粒能够均匀地分散在PBAT基体中，与PBAT形成氢键，聚合物之间的作用力增强，共混物的力学性能提高。图3-1共混物的力学性能：（a）应力-应变曲线，（b）拉伸强度和断裂伸长率Figure3-1Mechanicalpropertiesofblends：(a)stress-straincurves,(b)tensilestrengthandelongationatbreak3.2共混物的流变性能流变测试是研究聚合物共混物的重要工具，因为流变行为对共混物的相形态、界面相互作用和共混组分十分敏感。图3-2是PPC、PBAT及其不同组分的共混物在160℃下的复数黏度（η*）、储能模量（G"）和损耗模量（G"）。从图3-2（a）可看到，两种聚
第三章不同配比PPC/PBAT共混物的结构与性能23用的减少会降低共混物的能量耗散量，从而导致损耗模量降低[58]。然而当PBAT的含量超过50wt%，共混物的损耗模量高于PPC/PBAT50/50共混物的损耗模量，可能是由于共混物中分子缠结作用增强。在高频区域，PBAT为基体共混物的损耗模量高于PPC基体共混物的损耗模量，说明在PBAT为基体的共混物中PPC和PBAT的相容性较好。另外，在整个频率范围内，PPC/PBAT50/50共混物展现出最低的损耗模量，说明在这一组分共混物中，PPC和PBAT之间的相容性很差。图3-2共混物的流变性能：（a）复数黏度，（b）储能模量，（c）损耗模量Figure3-2Rheologicalpropertiesofblends:(a)complexviscosity,(b)storagemodulus,(c)lossmodulusCole–Cole曲线可以用来表征共混物的相容性，当共混物具有较好的相容性或分散相分布均匀时，Cole-Cole曲线为光滑的半圆形曲线，但是当共混物发生相分离或分散相分布不均匀时，Cole-Cole曲线将偏离弧形[59,60]。图3-3为PPC、PBAT和不同配比PPC/PBAT共混物的Cole-Cole曲线，PBAT的Cole-Cole曲线呈现半圆形，说明了聚合物具有良好的均相性，对于PPC/PBAT10/90共混物，Cole-Cole曲线为带有长尾巴的圆弧，说明PPC颗粒的分散是不太均匀的，然而，含有30wt%PPC共混物的Cole-Cole曲线为光滑的圆弧，说明PPC和PBAT在该共混物组分中具有很好的相容性，或者分散相均匀分布在共混物中。但是，PPC为基体的共混物的Cole-Cole曲线几乎为直线，说明
本文编号：3492929
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3492929.html
最近更新
教材专著
