两种生物降解高分子/生物大分子单宁酸共混物相容性与结晶行为的研究

论文摘要

随着石油资源的日益紧缺,石油基塑料价格的不断上涨,以及传统塑料废弃物与日俱增,对环境的污染日趋严重,生物降解高分子材料越来越得到研究者们的青睐。但是价格高、力学性能差以及加工窗口窄等缺点,严重限制了生物降解高分子材料的应用。因此,对生物降解高分子材料进行改性是一个非常重要的研究课题。本论文首先采用溶液共混法,分别制备了聚ε-己内酯（PCL）/单宁酸（TA）和聚丁二酸乙二醇酯（PES）/单宁酸（TA）两个共混体系。然后通过一系列的表征手段,来研究生物大分子单宁酸TA的加入对PCL及PES的相容性和结晶行为的影响,从而为PCL和PES在实际工业生产应用中的改性提供相关的理论指导。1. PCL/TA共混体系的相容性与结晶行为研究首先室温下采用溶液共混法,以1,4-二氧六环作为共溶剂,制备了不同比例的PCL/TA共混物。其次采用差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（POM）和广角X-射线衍射仪（WAXD）分别研究了PCL/TA共混体系的相容性、结晶动力学、球晶形态、球晶生长速率和晶体结构。实验结果表明：PCL/TA共混体系为相容体系,生物大分子TA的加入阻碍了PCL的结晶,使得PCL的结晶速率下降,同时改变了PCL在相同结晶温度下的球晶形态,由原先的散射状球晶形态转变为环带球晶形态,但是TA的加入并没有改变PCL的结晶机理和晶体结构。2. PES/TA共混体系的相容性与结晶行为研究同样在室温下采用溶液共混法,以1,4-二氧六环作为共溶剂,制备了不同比例的PES/TA共混物。其次通过DSC、POM和WAXD分别研究了PES/TA共混体系的相容性、结晶动力学、球晶形态、球晶生长速率和晶体结构。实验结果表明：PES/TA共混体系也是相容性共混体系,生物大分子TA的加入阻碍了PES的结晶,使得PES的结晶速率下降,同时使得PES在相同结晶温度下的球晶尺寸变大,球晶密度变小,成核困难。但是Avrami方程处理结果和WAXD结果表明TA的加入同样没有改变PES的结晶机理和晶体结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物降解高分子材料概述
• 1.1.1 生物降解高分子材料的定义
• 1.1.2 生物降解高分子材料的分类
• 1.2 生物降解高分子材料的共混改性研究
• 1.2.1 生物降解高分子材料的相容性研究
• 1.2.2 生物降解高分子材料的结晶行为研究
• 1.3 PCL共混改性的研究进展
• 1.4 PES共混改性的研究进展
• 1.5 生物大分子单宁酸（TA）概述
• 1.6 本论文的研究目的
• 第二章 PCL/TA共混体系相容性与结晶行为的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 样品来源
• 2.2.2 PCL/TA共混物样品的制备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 PCL/TA共混体系的相容性
• 2.3.2 PCL/TA共混物的非等温结晶行为
• 2.3.3 PCL/TA共混物的等温结晶行为
• 2.3.4 PCL/TA共混物的球晶形态和球晶生长速率
• 2.3.5 PCL/TA共混物的晶体结构
• 2.4 小结
• 第三章 PES/TA共混体系相容性与结晶行为的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 样品来源
• 3.2.2 PES/TA共混物样品的制备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 PES/TA共混体系的相容性
• 3.3.2 PES/TA共混物的非等温结晶行为
• 3.3.3 PES/TA共混物的等温结晶行为
• 3.3.4 PES/TA共混物的球晶形态和球晶生长速率
• 3.3.5 PES/TA共混物的晶体结构
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书