聚丁内酰胺与聚乳酸的共混改性技术研究
发布时间：2023-11-05 13:39
生物基聚丁内酰胺(Polybutyrolactam,PA4)是目前唯一一种生物基可生物降解尼龙,其拥有良好的机械性能、氧气阻隔性能以及耐热性能,但由于分子链中酰胺键含量较高,故吸湿性较强、水蒸气阻隔性较弱;而聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是一种来源广泛、应用成熟的生物基可降解材料,由于分子链中存在疏水基团,对水蒸气的阻隔性较好,但是存在韧性不足、氧气阻隔性较差和耐热性能低等缺点。本课题旨在通过共混改性的方式,制备高阻隔性PA4/PLA共混生物基材料,为PA4和PLA在环境友好食品包装领域中的应用提供新材料和新思路。首先,筛选出合适的共溶剂三氟乙醇(TFE)用于制备PA4/PLA共混材料,探索了不同共混条件下体系的阻隔性与相容性。结果表明,PA4与PLA的共混比为10/90时,共混材料的阻隔性能较优,其氧气透过系数为14.45×10-15cm3.cm/(cm2.s·Pa),相对于PLA降低了 68%;水蒸气透过系数为1.38×10-13g·cm/(cm2·s·Pa),相对于PA4降低了47%。但是共混材料的力学性能相对于单一组分均有所下降,这是由于两者相容性不佳导致。X...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 聚丁内酰胺(PA4)概述
1.2.1.1 聚丁内酰胺的合成
1.2.1.2 聚丁内酰胺的性能及改性
1.2.2 聚乳酸(PLA)概述
1.2.2.1 聚乳酸的合成
1.2.2.2 聚乳酸的性能及改性
1.2.3 聚酰胺与聚乳酸共混研究进展
1.2.4 共混体系相容性研究
1.2.4.1 相容性研究手段及表征方法
1.2.4.2 改善聚合物共混相容性方法
1.3 课题主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 课题主要研究内容
1.3.3 课题的技术路线
第2章 PA4/PLA共混材料的制备及性能表征
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验原料与仪器
2.2.2 PA4/PLA共混共溶剂筛选
2.2.3 PA4/PLA共混膜的制备
2.2.4 测试与表征方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 PA4和PLA的溶解性能
2.3.2 PA4/PLA共混溶液的成膜性能
2.3.3 PA4/PLA共混膜的力学性能
2.3.4 PA4/PLA共混体系的水蒸气与氧气阻隔性能
2.3.5 PA4/PLA共混膜的接触角测试
2.3.6 PA4/PLA共混材料的表面形貌分析
2.3.7 PA4/PLA共混材料的傅里叶变换红外谱图分析
2.3.8 PA4/PLA共混材料的DSC分析
2.3.9 PA4/PLA共混材料的X射线衍射分析
2.4 本章小结
第3章 增容剂对PA4/PLA共混材料性能的影响
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 实验原料与仪器
3.2.2 TPU/PA4/PLA共混膜的制备
3.2.3 OCS/PA4/PLA共混膜的制备
3.2.4 OCS的合成
3.2.5 测试与表征方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 TPU/PA4/PLA共混材料的力学性能
3.3.2 TPU/PA4/PLA共混材料水蒸气与氧气阻隔性能
3.3.3 TPU/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
3.3.4 OCS的核磁氢谱表征
3.3.5 OCS的红外光谱表征
3.3.6 OCS/PA4/PLA共混材料的力学性能
3.3.7 OCS/PA4/PLA共混材料水蒸气与氧气阻隔性能
3.3.8 OCS/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
3.4 本章小结
第4章 N-羟甲基化PA4对PA4/PLA共混材料性能的影响
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验原料与仪器
4.2.2 N-羟甲基PA4的合成
4.2.3 N-羟甲基PA4/PLA共混膜的制备
4.2.4 测试与表征方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 N-羟甲基PA4的核磁氢谱表征
4.3.2 N-羟甲基PA4的红外光谱表征
4.3.3 N-羟甲基PA4的元素分析测定
4.3.4 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的力学性能测试
4.3.5 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的水蒸气与氧气阻隔性能
4.3.6 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的接触角测试
4.3.7 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的扫描电镜分析
4.3.8 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的原子力显微镜分析
4.3.9 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的傅里叶变换红外谱图分析
4.3.10 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的DSC分析
4.3.11 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的X射线衍射分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
本文编号：3861138
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 聚丁内酰胺(PA4)概述
1.2.1.1 聚丁内酰胺的合成
1.2.1.2 聚丁内酰胺的性能及改性
1.2.2 聚乳酸(PLA)概述
1.2.2.1 聚乳酸的合成
1.2.2.2 聚乳酸的性能及改性
1.2.3 聚酰胺与聚乳酸共混研究进展
1.2.4 共混体系相容性研究
1.2.4.1 相容性研究手段及表征方法
1.2.4.2 改善聚合物共混相容性方法
1.3 课题主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 课题主要研究内容
1.3.3 课题的技术路线
第2章 PA4/PLA共混材料的制备及性能表征
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验原料与仪器
2.2.2 PA4/PLA共混共溶剂筛选
2.2.3 PA4/PLA共混膜的制备
2.2.4 测试与表征方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 PA4和PLA的溶解性能
2.3.2 PA4/PLA共混溶液的成膜性能
2.3.3 PA4/PLA共混膜的力学性能
2.3.4 PA4/PLA共混体系的水蒸气与氧气阻隔性能
2.3.5 PA4/PLA共混膜的接触角测试
2.3.6 PA4/PLA共混材料的表面形貌分析
2.3.7 PA4/PLA共混材料的傅里叶变换红外谱图分析
2.3.8 PA4/PLA共混材料的DSC分析
2.3.9 PA4/PLA共混材料的X射线衍射分析
2.4 本章小结
第3章 增容剂对PA4/PLA共混材料性能的影响
3.1 引言
3.2 材料和方法
3.2.1 实验原料与仪器
3.2.2 TPU/PA4/PLA共混膜的制备
3.2.3 OCS/PA4/PLA共混膜的制备
3.2.4 OCS的合成
3.2.5 测试与表征方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 TPU/PA4/PLA共混材料的力学性能
3.3.2 TPU/PA4/PLA共混材料水蒸气与氧气阻隔性能
3.3.3 TPU/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
3.3.4 OCS的核磁氢谱表征
3.3.5 OCS的红外光谱表征
3.3.6 OCS/PA4/PLA共混材料的力学性能
3.3.7 OCS/PA4/PLA共混材料水蒸气与氧气阻隔性能
3.3.8 OCS/PA4/PLA共混膜的表面形貌分析
3.4 本章小结
第4章 N-羟甲基化PA4对PA4/PLA共混材料性能的影响
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验原料与仪器
4.2.2 N-羟甲基PA4的合成
4.2.3 N-羟甲基PA4/PLA共混膜的制备
4.2.4 测试与表征方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 N-羟甲基PA4的核磁氢谱表征
4.3.2 N-羟甲基PA4的红外光谱表征
4.3.3 N-羟甲基PA4的元素分析测定
4.3.4 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的力学性能测试
4.3.5 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的水蒸气与氧气阻隔性能
4.3.6 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的接触角测试
4.3.7 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的扫描电镜分析
4.3.8 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的原子力显微镜分析
4.3.9 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的傅里叶变换红外谱图分析
4.3.10 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的DSC分析
4.3.11 N-羟甲基PA4/PLA共混材料的X射线衍射分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
本文编号：3861138
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3861138.html
