納米纖維素-聚乳酸可生物降解復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、納米纖維素(NCC)因其質(zhì)輕、價(jià)廉、優(yōu)良的可生物降解性和可再生性、優(yōu)異的機(jī)械性能使之成為復(fù)合高分子材料理想的填充增強(qiáng)材料。本文通過(guò)濃硫酸水解微晶纖維素的方法制備納米纖維素，并通過(guò)接枝改性及偶聯(lián)劑改性使之達(dá)到較好的分散性及與聚乳酸(PLA)的相容性。利用混煉機(jī)及平板硫化機(jī)壓制復(fù)合薄膜，通過(guò)各個(gè)工藝對(duì)薄膜力學(xué)性能、阻隔性能及熱學(xué)性能的影響分析優(yōu)化出薄膜的制備工藝參數(shù)。并分別對(duì)PLA薄膜和NCC/PLA薄膜在酸、堿溶液及紫外光照射條件下進(jìn)行降

2、解實(shí)驗(yàn)，通過(guò)研究二者在降解過(guò)程中的失重分析、掃描電鏡(SEM)觀察以及X射線光電子能譜(XPS)分析對(duì)薄膜的降解機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果如下:
　　 (1)酸水解微晶纖維素得到的納米纖維素粒徑大部分低于100nm，符合納米級(jí)單位要求;紅外光譜圖結(jié)果顯示接枝改性納米纖維素和偶聯(lián)劑改性納米纖維素的各分子結(jié)構(gòu)中的各個(gè)基團(tuán)對(duì)應(yīng)紅外光譜譜帶位置均有吸收峰出現(xiàn)，表明兩種改性方法均成功。
　　 (2)通過(guò)研究NCC含量、混煉溫度、壓板時(shí)間及

3、NCC改性方法這四項(xiàng)參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響，結(jié)果表明薄膜制備的最優(yōu)工藝參數(shù)為:NCC含量5％、混煉溫度190℃、平板硫化機(jī)壓板時(shí)間4分鐘、NCC改性方法為添加硅烷偶聯(lián)劑kh560。在此條件下，薄膜的綜合性能達(dá)到最優(yōu)。
　　 (3)失重分析表明薄膜在堿性環(huán)境下降解速率最快，酸性條件下次之，紫外光照射降解的速率較慢;NCC/PLA薄膜比PLA薄膜降解速率稍大，說(shuō)明NCC對(duì)復(fù)合薄膜的降解性能有增強(qiáng)作用。XPS分析結(jié)果表明PLA薄膜在酸性