立构成核剂改性聚乳酸结构及阻燃性能分析

发布时间：2022-10-29 10:44

　　聚乳酸（PLLA）是一种以可再生的植物资源为原料经过化学合成制备的生物降解高分子材料,摆脱了人们对石油资源的依赖。PLLA由于具有良好的生物相容性、力学性能及加工性能,被认为是目前最具有应用前景的可生物降解高分子材料之一,但其尚存在结晶速度慢、受热易形变和脆性等缺点,使PLLA的应用领域受到了限制。因此,可以通过添加成核剂来提高PLLA的结晶性能和力学性能,进而拓宽PLLA的应用范围。首先,将等重量比例的聚左旋乳酸（PLLA）与聚右旋乳酸（PDLA）进行溶液共混,研究不同的混合方式、混合时间和搅拌速率对反应产物立构聚乳酸（SC-PLA）结构、热力学性能和力学性能的影响。搅拌条件对立构产物结晶度有明显影响,200 rpm搅拌速率下复合产物的结晶程度最大;共同混合优于分开混合所得产物的立构比例。共同混合6 h,搅拌速率为200 rpm制备的立构复合物纯度和结晶度均较高,且杨氏模量和拉伸强度高于其他条件下的样品。将SC-PLA和PLLA在相同的过冷度下结晶,立构产物的晶核数量和球晶生长速度均明显提高。其次,将第一部分最佳条件下制得的SC-PLA作为离线成核剂、PDLA作为在线成核剂分别与PL... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚乳酸立构复合物
        1.2.1 SC-PLA的性质
        1.2.2 SC-PLA的制备
        1.2.3 SC-PLA的研究进展
    1.3 立构聚乳酸对本体聚乳酸的改性
    1.4 不同种类阻燃剂对聚乳酸燃烧性能影响的研究
        1.4.1 卤系阻燃剂对PLA阻燃性能影响
        1.4.2 磷系阻燃剂对PLA阻燃性能影响
        1.4.3 硅系阻燃剂对PLA阻燃性能影响
        1.4.4 纳米材料阻燃体系对PLA阻燃性能影响
    1.5 论文研究的意义及内容
2 立构聚乳酸的制备及结构性能分析
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验材料与试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 样品的制备
    2.2 测试与表征
        2.2.1 示差量热扫描仪(DSC)测试
        2.2.2 X射线衍射(XRD)测试
        2.2.3 微型拉伸热台测试
        2.2.4 偏光显微镜(POM)测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 DSC分析
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 POM分析
        2.3.4 拉伸分析
    2.4 本章小结
3 两种成核改性方式下的聚乳酸结晶行为研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验材料与试剂
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 样品的制备
    3.2 表征与测试
        3.2.1 示差量热扫描仪测试
        3.2.2 偏光显微镜测试
        3.2.3 X射线衍射仪测试
        3.2.4 微型拉伸热台测试
        3.2.5 动态热机械测试
    3.3 球晶的成核与生长
        3.3.1 等温结晶过程DSC曲线
        3.3.2 Avrami方程分析等温结晶过程
        3.3.3 POM分析
    3.4 加工温度对PLLA的结构,形态和性能的影响
        3.4.1 XRD分析
        3.4.2 DSC分析
        3.4.3 POM分析
        3.4.4 DMA分析
        3.4.5 拉伸性能分析
    3.5 本章小结
4 三种阻燃剂TPP、 PSQ、 PPSQ改性的聚乳酸复合材料的结构及性能分析
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验材料与试剂
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 阻燃剂的合成
        4.1.4 聚乳酸复合材料的制备
    4.2 表征与测试
        4.2.1 阻燃剂测试
        4.2.2 极限氧指数测试(LOI)
        4.2.3 锥形量热测试(CONE)
        4.2.4 扫描电子显微镜测试(SEM)
        4.2.5 DSC测试
        4.2.6 XRD测试
        4.2.7 POM测试
        4.2.8 力学性能测试
        4.2.9 DMA测试
    4.3 阻燃剂性能测试分析
        4.3.1 阻燃剂红外谱图分析
        4.3.2 TPP,PSQ,PPSQ热重分析
    4.4 聚乳酸复合材料燃烧性能分析
        4.4.1 阻燃性能分析
        4.4.2 燃烧行为分析
        4.4.3 热降解行为分析
        4.4.4 残炭形貌及组成分析
    4.5 聚乳酸复合材料结晶行为分析
        4.5.1 DSC分析
        4.5.2 XRD分析
        4.5.3 POM分析
    4.6 聚乳酸复合材料力学性能分析
        4.6.1 拉伸冲击分析
        4.6.2 DMA分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]PLA/Talc复合材料结晶动力学研究[J]. 毛佩林.  橡塑技术与装备. 2018(24)
[2]聚乳酸本质阻燃改性研究进展[J]. 毛郑州,吴彦城,汪朝阳.  化工新型材料. 2018(04)
[3]不变动力学参数法研究热固性阻燃聚乳酸的热降解动力学[J]. 杨凯,罗顺,陈勰,李建波,任天斌,任杰.  塑料科技. 2018(04)
[4]改性硅分子筛在PLA中的扩链和阻燃性能研究[J]. 孟鑫,陈伟杰,公维光,辛忠,蒋泽文,彭景,盛艳.  中国塑料. 2017(08)
[5]树脂包覆率对微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸性能的影响[J]. 赵雅文,陆冲,程树军.  华东理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[6]聚乳酸/次磷酸铝/稻壳二氧化硅阻燃体系的研究[J]. 刘晨宇,方玮,钱坤,刘学清,刘继延.  塑料工业. 2016(10)
[7]聚乳酸/聚己内酯共混膜的结晶机理[J]. 刘保健,范洁,王海花.  高分子材料科学与工程. 2016(01)
[8]The Stereocomplex Formation and Phase Separation of PLLA/PDLA Blends with Different Optical Purities and Molecular Weights[J]. Jun Shao,Yan-long Liu,Sheng Xiang,Xin-chao Bian,Jing-ru Sun,李杲,陈学思,Hao-qing Hou.  Chinese Journal of Polymer Science. 2015(12)
[9]聚乳酸立构复合物的结晶行为[J]. 李楠,史学涛,张广成,景占鑫,王建兴.  高分子材料科学与工程. 2014(08)
[10]聚乳酸阻燃改性研究进展[J]. 杨舒宇,李建峰,徐鼐,庞素娟,潘莉莎.  化工新型材料. 2014(08)

硕士论文
[1]生物质修饰二硫化钼纳米杂化材料的设计制备及其在阻燃聚乳酸中的应用[D]. 高瑞.中国地质大学 2019
[2]阻燃PLA/g-C3N4复合材料制备及其性能研究[D]. 邓雪芹.华南理工大学 2019
[3]亚磷酸酯功能化聚硅氧烷的制备及其对聚乳酸稳定性能的研究[D]. 蒋泽文.华东理工大学 2018
[4]聚磷酸酯阻燃剂的合成及其在聚乳酸中的应用[D]. 刘婷.浙江大学 2018
[5]聚乳酸结晶性能的调控及其机理的研究[D]. 王方方.江苏科技大学 2017
[6]三嗪膨胀阻燃聚乳酸的制备及其性能研究[D]. 李旭.东北林业大学 2016
[7]亚磷酸酯类扩链剂对聚乳酸的扩链稳定性研究[D]. 史国涛.华东理工大学 2015



本文编号：3697542