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PLLA/POSS纳米复合材料的制备及其微观结构性能的研究

2020-12-15阅读(813)

PLLA/POSS纳米复合材料的制备及其微观结构性能的研究

论文摘要

本论文通过开环本体聚合和开环溶液聚合的方法制备了三种PLLA-POSS杂化材料,并对其结构和分散性进行表征。将PLLA-POSS杂化材料与纯聚乳酸溶液共混制备了PLLA/PLLA-POSS纳米复合材料,分析PLLA-POSS杂化材料的引入对聚乳酸热性能、等温结晶性能等的影响,讨论了不同PLLA-POSS对聚乳酸的热性能和结晶速率的增强作用。以丙交酯、POSS和辛酸亚锡为原料,通过开环原位聚合的方法,获得了PLLA-POSS杂化材料（PLLA-EP0409杂化材料采用溶液开环聚合,需加入二甲苯）。对产物的红外光谱和核磁共振分析表明PLLA与POSS发生了反应,形成共聚物。X-ray分析表明POSS在杂化材料中没有聚集,有良好的分散性,而且POSS的加入没有改变聚乳酸的微观结构。通过DSC和TGA对PLLA/PLLA-POSS纳米复合材料的热性能进行了研究。DSC分析表明PLLA-POSS杂化材料添加量为1-10%时, PLLA/PLLA-POSS纳米复合材料的Tg、Tch和Tm均比纯PLLA高。TGA分析表明POSS的引入能有效增强聚乳酸空气气氛条件下的热稳定性,而在氮气气氛条件下增强效果不明显。使聚乳酸热性能增强的主要因素有:POSS中的笼型Si-O-Si结构具有很强的刚性,POSS的纳米效用,氢键作用。同时我们发现带有不同官能团的POSS对聚乳酸热稳定性增强的程度不同,其中带有氨基的AM0265增强效果最好,这主要是由于POSS和聚乳酸反应后所带来的基团不同,AM0265与聚乳酸反应产生了酰胺基,可与聚乳酸形成氢键,因此增强效果最好。利用光学解偏振法对PLLA/PLLA-POSS纳米复合材料进行等温结晶行为分析表明,PLLA-POSS杂化材料的引入起到异相成核的作用,加快了聚乳酸的结晶速率。POM分析表明PLLA-POSS杂化材料的使聚乳酸结晶成核密度增大,球晶变得密集。同时我们发现加入不同PLLA-POSS对聚乳酸结晶速率加快的程度不同,其中以PLLA-AM0265杂化材料的效果最好。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 降解性高分子材料的研究进展
  • 1.2 聚乳酸
  • 1.2.1 聚乳酸的结构
  • 1.2.2 聚乳酸的性能
  • 1.3 聚乳酸纳米复合材料
  • 1.4 多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）
  • 1.4.1 笼型POSS 的结构特点
  • 1.4.2 POSS/聚合物复合材料的意义
  • 1.5 课题的研究内容及意义
  • 第2章 八环氧丙基POSS 改性聚L-乳酸
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 原料与试剂
  • 2.2.2 分析表征方法及仪器
  • 2.2.3 PLLA-EP0409 杂化材料的制备
  • 2.2.4 PLLA/PLLA-EP0409 纳米复合材料的制备
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 PLLA-EP0409 杂化材料的结构表征
  • 2.3.2 PLLA/PLLA-EP0409 纳米复合材料的热性能研究
  • 2.3.3 PLLA/PLLA-EP0409 纳米复合材料的等温结晶及球晶形貌的研究
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 氨丙基异丁基POSS 改性聚L-乳酸
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 原料与试剂
  • 3.2.2 分析表征方法及仪器
  • 3.2.3 PLLA-AM0265 杂化材料的制备
  • 3.2.4 PLLA/PLLA-AM0265 纳米复合材料的制备
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 PLLA-AM0265 杂化材料的结构表征
  • 3.3.2 PLLA/PLLA-AM0265 纳米复合材料的热性能研究
  • 3.3.3 PLLA/PLLA-AM0265 纳米复合材料的等温结晶及球晶形貌的研究
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 1,2 丙二醇异丁基POSS 改性聚L-乳酸
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 原料与试剂
  • 4.2.2 分析表征方法及仪器
  • 4.2.3 PLLA-AL0130 杂化材料的制备
  • 4.2.4 PLLA/PLLA-AL0130 纳米复合材料的制备
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 PLLA-AL0130 杂化材料的结构表征
  • 4.3.2 PLLA/PLLA-AL0130 纳米复合材料的热性能研究
  • 4.3.3 PLLA/PLLA-AL0130 纳米复合材料的等温结晶及球晶形貌的研究
  • 4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间论文发表情况
  • 致谢
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

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