聚乳酸-酯化纖維素復(fù)合材料的制備和性能表征.pdf

1、隨全球性能源短缺和“白色污染”現(xiàn)象的加劇,環(huán)境友好型生物降解高分子材料的開發(fā)和應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注,越來越多的國家將建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的資源循環(huán)型社會作為基本國策之一。聚乳酸(Polylactic acid,簡稱PLA)來源于淀粉等可再生資源,具有良好的生物降解性、生物相容性,已成為可生物降解材料領(lǐng)域最活躍的研究利用對象之一。但其性脆、軟化點低,需通過共聚和共混等方法對其進(jìn)行改性處理。在PLA基共混體系中,纖維素等天然降解、可再生資源備

2、受關(guān)注,但纖維素在PLA基質(zhì)中分散效果不好,相容性差,與PLA基質(zhì)的黏結(jié)力弱。
　　 本文通過氣—固反應(yīng)利用順丁烯二酸酐(Maleic anhydride,簡稱MA)對纖維素進(jìn)行酯化改性,討論了酯化反應(yīng)條件并對酯化纖維素的性能進(jìn)行了表征。酯化反應(yīng)在水熱反應(yīng)釜中進(jìn)行,避免了大量有機溶劑的使用。以所得酯化纖維素為填料采用熔融共混法制備了PLA/酯化纖維素復(fù)合材料并對其性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究,酯化纖維素在PLA基質(zhì)中的分散性明顯提高,不

3、過與PLA的黏結(jié)力仍然不強,從而導(dǎo)致了PLA/酯化纖維素復(fù)合材料的性能不夠理想。
　　 在PLA/酯化纖維素復(fù)合材料中加入引發(fā)劑,一方面能夠使得酯化纖維素分子中的雙鍵打開從而與PLA發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),另一方面也增加了體系的粘度,增大了酯化纖維素與PLA分子的物理纏繞作用,所以復(fù)合材料的性能得到了一定的改善。
　　 在PLA/酯化纖維素復(fù)合材料中加入CaCO3,通過力學(xué)性能測試、熱重分析(TG)、紅外譜圖分析(FFIR)、凝膠

4、滲透色譜分析(GPC)等實驗結(jié)果說明酯化纖維素與CaCO3之間存在一定的相互作用,這種相互作用能夠在一定程度上改善復(fù)合材料的力學(xué)性能,提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性,減緩PLA的熱降解。
　　 在研究了CaCO3與酯化纖維素相互作用的基礎(chǔ)上,利用nano-CaCO3和酯化纖維素為共同填料,制備了三元復(fù)合材料。填料含量小于5％時能夠起到較好的增強作用,所得材料的力學(xué)性能相對純PLA明顯提高,但填料含量大于5％時所得材料的力學(xué)性能逐漸隨填料