PP對(duì)PHBV共混增韌改性及其機(jī)理研究.pdf

1、聚(3-羥基丁酸-co-3-羥基戊酸)酯(PHBV)是一種熱塑性生物聚酯，具有與聚丙烯相似的力學(xué)性能，可作為通用樹脂較為理想的替代物，近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。然而，PHBV的一個(gè)較大的缺陷，即結(jié)晶度高及球晶尺寸大而導(dǎo)致的脆性大限制了其更為廣泛的應(yīng)用。聚丙烯(PP)作為最常用的通用工程塑料之一，綜合性能非常優(yōu)異，且能有效的改善生物質(zhì)材料聚乳酸(PLA)的脆性，是一種較理想的共混改性材料。
　　本論文采用PP對(duì)PHBV

2、進(jìn)行熔融共混改性，添加馬來(lái)酸酐（MAH）接枝的聚丙烯(MPP)作為相容劑，旨在提高PHBV的韌性并研究其增韌機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　（一）.研究共混體系的熔融共混工藝、物理機(jī)械性能及熱穩(wěn)定性。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化出最佳共混工藝:螺桿轉(zhuǎn)速為50rpm，共混溫度為180℃，共混時(shí)間為4min。研究PHBV/PP共混體系的物理機(jī)械性能發(fā)現(xiàn)，PHBV/PP共混體系中，PP含量為2.5wt％和5wt％時(shí)的共混產(chǎn)物的韌性較純PHBV有

3、較明顯的改善。PHBV/PP/MPP共混體系的斷裂伸長(zhǎng)率隨MPP含量的增加而增大，含2.5wt％PP及3wt％MPP的斷裂伸長(zhǎng)率比純PHBV提高了315.09％，比未加入MPP時(shí)增加了116.7％。研究共混體系的熱穩(wěn)定性能發(fā)現(xiàn)，隨著PP含量的增加，PHBV/PP共混體系的降解溫度有所提高，PHBV的最大分解溫度隨著PP含量的增加而增加。因此，PP的加入提高了共混體系的熱穩(wěn)定性，這對(duì)于它們的熔融加工有非常重要的意義。加入MPP后，PHBV

4、/PP/MPP共混體系的熱降解曲線僅出現(xiàn)一次熱降解現(xiàn)象，說(shuō)明MPP對(duì)于改善PHBV和PP相容性的作用。
　　（二）.研究共混體系中PHBV與PP的相容性。掃描電鏡(SEM)觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)在PHBV/PP共混體系中，PP與PHBV兩相的相界面非常清晰，說(shuō)明兩者互不相容，PP分散相以納米尺度均勻分散。加入MPP后，PP與PHBV兩相的相界面變得模糊，PP的數(shù)均分散尺寸比未加時(shí)減小了35.35％，PP微粒在PHBV基質(zhì)中發(fā)生了明顯的塑性形

5、變，說(shuō)明MPP的加入增加了PHBV和PP之間的界面粘附力，增加了PP的分散性。紅外譜圖分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PHBV與PP之間不存在相互作用力，加入MPP后，MAH中的羰基與PHBV的端羥基發(fā)生了反應(yīng)，從而增加了兩相的相容性。
　　（三）.研究共混體系的熱熔性能及結(jié)晶性能。差示掃描量熱儀(DSC)的結(jié)果顯示，在PHBV/PP共混體系中，隨著PP含量的增加，共混體系的熔融溫度逐漸減小，結(jié)晶溫度逐漸增大，且共混體系中PHBV的結(jié)晶度增大。偏光

6、顯微鏡(POM)的結(jié)果解釋了這一現(xiàn)象，即PP的小球晶很好的充當(dāng)了PHBV的晶核，提高了PHBV的結(jié)晶能力，同時(shí)破壞了PHBV的晶體結(jié)構(gòu)，降低了其熔點(diǎn)。在PHBV/PP/MPP共混體系中，隨著MPP含量的增加，共混體系的熔融溫度逐漸減小，結(jié)晶溫度逐漸增大。但從POM結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MPP的存在對(duì)PP的結(jié)晶稍有抑制，這說(shuō)明對(duì)于PHBV/PP/MPP共混體系來(lái)說(shuō)，力學(xué)性能的提升主要是因?yàn)镸PP的加入增加了兩者之間的界面粘附力，使得在拉伸應(yīng)力的作用下