无机填料改性聚乳酸的研究

无机填料改性聚乳酸的研究

论文摘要

聚乳酸(PLA)是以植物资源为原料人工合成的生物降解高分子,是一种可分解成二氧化碳和水的热塑性的脂肪族聚酯。本文针对聚乳酸(PLA)一些性能上的缺陷,如脆性严重,热稳定性差等,采用无机填料纳米粒子和晶须分别与PLA共混,以期获得与通用材料性能相媲美的聚乳酸复合物,为解决环境污染和加快推广使用可生物降解新材料奠定研究基础。本文用Ti02纳米粒子和聚乳酸熔融共混制备成PLLA/TiO2纳米复合材料;用硫酸镁晶须(MSW)和PLA熔融共混制备PLA/MSW复合材料。然后利用拉伸机,冲击试验仪、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM).、热重分析仪(TGA)等测试和观察复合材料的力学性能、热性能和微观形态。本论文主要成果如下:(1)在PLA加入TiO2纳米粒子后,其力学性能都有很大的提高,在TiO2用量为1%时,综合力学性能最佳,其中冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、和杨氏模量都有所提高;经过POM可以看出Ti02可以细化球晶尺寸;经热重分析结果可以看出复合材料的最终残留量随着Ti02含量的增大而增大。(2)在PLA/WSM共混复合材料中,其各项力学性能随着WSM用量的增多而增加,在用量为20%效果达到最佳,而后随着MSW用量的增加,由于MSW含量过多,导致MSW相互磨损,导致各项力学性能呈现下降趋势;从POM可以看出MSW可以加快PLA结晶和细化球晶尺寸;在PLA/MSW80/20的基础上加入增容剂PLA-g-MAH和PLA-g-GMA后,可以看出其力学性能都较PLA/WSM 80/20有所增长,其中增容剂PLA-g-MAH增容效果明显好于PLA-g-GMA。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 绪论
  • 1.1 聚乳酸(PLA)的结构性质及性能
  • 1.1.1 PLA的物理性质
  • 1.1.2 PLA的降解
  • 1.2 PLA的应用现状
  • 1.3 增韧增强改性机理
  • 1.4 PLA改性进展
  • 1.4.1 弹性体对PLA的增韧进展
  • 1.4.2 纤维类对PLA的改性进展
  • 1.4.3 无机粒子对PLA改性进展
  • 1.5 本文的研究目的和研究内容
  • 2 实验部分
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 实验设备
  • 2.3 工艺路线
  • 2.4 试样制备
  • 2.5 性能测试
  • 2填充聚乳酸共混体系'>3 刚性粒子TiO2填充聚乳酸共混体系
  • 2结构表征'>3.1 TiO2结构表征
  • 2纳米粒子XRD表征'>3.1.1 TiO2纳米粒子XRD表征
  • 2纳米粒子官能团表征'>3.1.2 TiO2纳米粒子官能团表征
  • 3.2 力学性能的测试
  • 3.3 结晶性能和热学性能表征
  • 2结晶XRD表征'>3.3.1 聚乳酸/TiO2结晶XRD表征
  • 3.3.2 等温结晶POM分析
  • 3.3.3 热力学参数的测定
  • 3.3.4 熔融行为讨论
  • 本章小结
  • 4 硫酸镁晶须填充聚乳酸共混体系
  • 4.1 MSW用量对复合材料力学性能的影响
  • 4.1.1 MSW用量对复合材料力学性能的影响
  • 4.1.2 MSW用量对PLA结晶性和热学性能的影响
  • 4.1.3 等温结晶POM分析
  • 4.2 PLA-g-MAH和PLA-g-GMA用量对复合材料的影响
  • 4.2.1 PLA-g-MAH和PLA-g-GMA用量对复合材料力学性能的影响
  • 4.2.2 增容剂类型对复合材料形态结构的影响
  • 4.2.3 不同增容剂对复合材料热学性能的影响
  • 本章小结
  • 总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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