生物降解塑料PBS的共混改性研究

论文摘要

当前,传统塑料面临石油原料日益枯竭的资源问题和塑料废弃物污染的环境问题。发展可降解塑料已成为解决这一问题的最佳方案,其中聚丁二醇丁二酸酯（PBS）以其优异的综合性能成为了可降解材料研究中的热点,并具有广泛推广使用的潜力。但是,PBS存在着耐热性较差、降解速度偏慢以及价格较高方面的缺点,影响了其应用范围。本论文针对PBS的缺点,通过制备一系列PBS复合材料来改善PBS的不足,以满足PBS在包装及其他领域的应用要求。主要内容有:用KH570表面处理SiO2,并与PBS复合制备出PBS/SiO2纳米复合材料,通过对偶联剂用量和SiO2含量的研究,得到较佳配方来改善PBS的耐热性;采用熔融共混法制备了PBS与纯淀粉和甘油塑化淀粉（TPS）的复合材料,在对比两种复合材料性能以后再通过加入少量的EVA-g-MAH来改善复合材料的界面结合力,通过讨论界面结构与复合材料性能之间的关系,得到较佳配比从而制备出生物降解性能好且能较好的保留PBS优良力学性能的PBS/淀粉复合材料;采用熔融共混法制备了PBS与木质纤维素和乙基纤维素（EC）的复合材料,分析了不同含量纤维素对复合材料的影响,并对所制备的复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:KH570表面处理过SiO2共混制备出的PBS/SiO2纳米复合材料能够较大幅度的提高PBS的耐热性和拉伸强度,同时PBS与SiO2复合时,对PBS的降解性能有一定的促进作用;PBS/TPS复合材料的力学性能、降解性能及加工性能均优于PBS/纯淀粉复合材料,同时添加1wt%的EVA-g-MAH时,能够有效地提高PBS/TPS复合材料的力学性能,PBS/淀粉复合材料的降解性能也会随着淀粉含量的增加而明显加快;PBS与EC复合时,复合材料的耐热性能会有明显提高,而且力学性能和加工性能也明显优于PBS/木质纤维素复合材料,同时PBS/纤维素复合材料的降解性能也会随着纤维素含量的增加而明显加快。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 生物降解材料
• 1.2.1 生物降解材料定义
• 1.2.2 生物降解材料的降解机理
• 1.2.3 影响生物降解性能的因素
• 1.2.4 降解性能测试方法
• 1.3 生物降解材料的研究现状
• 1.3.1 天然高分子型
• 1.3.2 微生物合成型
• 1.3.3 化学合成型
• 1.3.4 其他生物降解材料
• 1.4 PBS 的研究现状
• 1.4.1 生物降解材料PBS 简介
• 1.4.2 PBS 的合成方法
• 1.4.3 PBS 化学改性研究
• 1.4.4 PBS 物理改性
• 1.5 课题的研究目的、意义及内容
• 1.5.1 研究目的意义
• 1.5.2 研究内容
• 2纳米复合材料的制备与表征'>第二章 PBS/Si0₂纳米复合材料的制备与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验思路
• 2.1.2 主要原料及试剂
• 2.1.3 主要设备
• 2 的改性'>2.1.4 纳米Si0₂的改性
• 2 纳米复合材料的制备'>2.1.5 PBS/Si0₂纳米复合材料的制备
• 2.1.6 测试和表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 FTIR 分析
• 2.2.2 接触角测试
• 2.2.3 SEM 分析
• 2.2.4 力学性能分析
• 2.2.5 维卡软化点测试
• 2 纳米复合材料流变性能分析'>2.2.6 PBS/Si0₂纳米复合材料流变性能分析
• 2.2.7 降解性能测试
• 2.3 本章小结
• 第三章 PBS/淀粉生物降解复合材料的制备及表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验思路
• 3.1.2 主要原料
• 3.1.3 主要设备
• 3.1.4 TPS 的制备
• 3.1.5 PBS/淀粉复合材料制备
• 3.1.6 测试与表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 SEM 分析
• 3.2.2 XRD 分析
• 3.2.3 力学性能分析
• 3.2.4 流变性能
• 3.2.5 维卡软化点测试
• 3.2.6 降解性能测试
• 3.3 本章小结
• 第四章 PBS/纤维复合材料的制备与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验思路
• 4.1.2 主要原料
• 4.1.3 主要设备
• 4.1.4 试样制备
• 4.1.5 测试与表征
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 SEM 分析
• 4.2.2 维卡软化点测试
• 4.2.3 力学性能测试
• 4.2.4 流变性能测试
• 4.2.5 降解性能测试
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢