PLA-PBAT薄膜的制備及其降解性能研究.pdf

1、全生物降解材料的推廣使用被認(rèn)為是解決“白色污染”問題最為根本和有效的方式，然而其降解周期難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可控已經(jīng)成為該材料推廣中的一大障礙。深入研究全生物降解材料的降解機(jī)理可為其降解周期的科學(xué)調(diào)控提供必要的理論基礎(chǔ)，對(duì)于促進(jìn)全生物降解材料的發(fā)展具有十分重要的意義。
　　本文首先選取聚乳酸(PLA)和聚己二酸-對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT)兩種全生物降解材料為基材，通過(guò)熔融反應(yīng)共混的方式制備出乙烯丙烯酸丁酯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(EBA

2、-GMA)、乙烯丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(EMA-GMA)和過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)增容改性的PLA/PBAT復(fù)合材料，采用哈普轉(zhuǎn)矩流變儀、GPC、DMA、SEM和萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)研究了三種反應(yīng)性助劑的加入對(duì)PLA/PBAT復(fù)合材料流變性能、分子量及分子量分布、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能、微觀形貌和力學(xué)性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三種相容劑的加入均可使PLA/PBAT復(fù)合材料的分子量略微增大、初始儲(chǔ)能模量提高、力學(xué)性能明顯改善，其中BPO的增容效果

3、最佳。在此基礎(chǔ)上，研究PLA含量對(duì)復(fù)合材料多種性能的影響，確定出合金中PLA含量為35 phr、45 phr和55 phr時(shí)適合于后續(xù)的吹塑成型。
　　然后，設(shè)計(jì)堿液加速降解實(shí)驗(yàn)研究不同配比PLA/PBAT/BPO合金薄膜的水解行為。對(duì)薄膜降解率及降解液pH的研究發(fā)現(xiàn)，薄膜的水解速率隨著合金中PLA含量的增大而加快，PLA含量為55 phr時(shí)合金薄膜的水解速率最快，在濃度為0.01 mol/L的NaOH溶液中浸泡28天后的降解率高

4、達(dá)40.87％。FT-IR、DMA、DSC、POM、GPC和紫外-可見分光光度計(jì)的檢測(cè)結(jié)果表明，薄膜水解的實(shí)質(zhì)是其中酯鍵的斷裂，水解會(huì)造成薄膜初始儲(chǔ)能模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低和重均分子量的下降，但同時(shí)會(huì)提高材料的結(jié)晶度、結(jié)晶能力和透明性。
　　最后，本文還通過(guò)紫外加速老化實(shí)驗(yàn)研究不同配比PLA/PBAT/BPO合金薄膜的光氧老化行為。GPC和紫外-可見分光光度計(jì)的檢測(cè)結(jié)果表明，隨著PLA含量的減少，合金薄膜對(duì)于紫外光的吸收效率及其

5、光氧老化速率均有所提高，其中PLA含量為35 phr時(shí)薄膜的光氧老化速率最快，經(jīng)紫外光照射192 h后，其重均分子量?jī)H為降解之前的17%。光氧老化會(huì)造成PLA/PBAT薄膜分子量降低、結(jié)晶能力提高、結(jié)晶度增大、儲(chǔ)能模量減小、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高、CH—含量減少、C=O和—OH的含量增加、凝膠含量增大、未取向方向上的力學(xué)性能降低、透明性減弱，但所引起的質(zhì)量變化相當(dāng)微弱。綜合對(duì)于薄膜光氧老化前后分子量、質(zhì)量損失率和透光率的研究得出生色基團(tuán)含量