全降解聚甲基乙撐碳酸酯的增強(qiáng)與改性研究.pdf

1、近年來，環(huán)境問題已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注，而“溫室效應(yīng)”和“白色污染”成為我們亟待解決的兩個(gè)嚴(yán)重問題。由二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚生成的可生物降解聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)，一方面可以利用二氧化碳，緩和“溫室效應(yīng)”，另一方面可以生物降解，減輕“白色污染”，成為科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)室通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，利用負(fù)載型戊二酸鋅催化劑制備了高產(chǎn)率(175g/g催化劑)的嚴(yán)格交替結(jié)構(gòu)的PPC，實(shí)驗(yàn)證明其具有良好的生物降解性和可加工性。但是PPC

2、由于本身的一些缺點(diǎn)如機(jī)械強(qiáng)度不高，玻璃化溫度較低等，限制了其應(yīng)用范圍。利用其他材料對(duì)PPC進(jìn)行共混改性是即經(jīng)濟(jì)又有效的重要途徑，因而深入研究PPC基共混復(fù)合材料的制備和性能具有十分重要的意義。 本論文通過對(duì)PPC的共混改性研究，制備了綜合性能較優(yōu)的環(huán)境友好PPC共混復(fù)合材料，為其大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容包括： 1、通過熔融共混制備了一系列聚甲基乙撐碳酸酯/埃洛石納米管復(fù)合材料(PPC/HNTs)，并對(duì)材料的靜

3、態(tài)和動(dòng)態(tài)機(jī)械性能、熱性能以及微觀形態(tài)進(jìn)行了研究。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)表明，HNTs的加入可使復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量大大提高；熱性能測(cè)試表明，HNTs的加入使PPC的熱穩(wěn)定性略有降低，而對(duì)玻璃化溫度基本沒有影響。材料力學(xué)強(qiáng)度的顯著提高得益于PPC和HNTs良好的界面作用以及HNTs以納米尺度在PPC基體中的均勻分散，這在電子掃描電鏡觀察中得到了印證。 2、我們通過熔融共混的方法制備了PPC/GF復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有較低的成本，

4、較好的加工流動(dòng)性和良好的綜合性能。引入GF之后，PPC的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度，拉伸模量和硬度等數(shù)值都有顯著的提高，并且復(fù)合材料的力學(xué)性能隨GF用量的增加而增加，而斷裂伸長(zhǎng)率有所降低。TG測(cè)試結(jié)果表明，由于引入了熱穩(wěn)定性較好的玻璃纖維，PPC/GF復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性得到提高。DSC測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于PPC/GF復(fù)合材料，GF的加入和用量對(duì)PPC的玻璃化溫度并沒有較明顯的影響。維卡軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果表明，純的PPC的維卡軟化點(diǎn)為35℃，而PPC

5、/40％GF復(fù)合材料的維卡軟化點(diǎn)為50℃，這使得PPC/GF復(fù)合材料可以在常溫環(huán)境下進(jìn)行使用，極大的拓展了PPC的應(yīng)用范圍。SEM測(cè)試結(jié)果表明，在GF用量少于20wt％時(shí)，GF可以較好的分散在PPC基體中。在GF用量超過20wt％后，GF會(huì)在PPC基體中產(chǎn)生聚集，導(dǎo)致復(fù)合材料的強(qiáng)度降低。從SEM還可以觀察到，GF在PPC基體中有一定的取向，這是復(fù)合材料力學(xué)性能顯著提高的另一個(gè)重要原因。 3、通過熔融共混制備了一系列聚甲基乙撐碳酸

6、酯/聚乳酸共混復(fù)合材料(PPC/PLA)，并對(duì)材料的機(jī)械性能、熱性能以及微觀形態(tài)進(jìn)行了研究。機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)表明，PLA的加入可使復(fù)合材料的強(qiáng)度得到顯著提高。熱重分析實(shí)驗(yàn)表明，PLA的加入提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。示差掃描量熱分析表明，PLA的加入提高了復(fù)合材料的結(jié)晶度，并且二者是部分相容體系。從電子掃描電鏡照片上可以看出復(fù)合材料具有較好的相容性。 4、使用熔融指數(shù)儀測(cè)定了PPC，PLA的熔融指數(shù)和熔體密度，為進(jìn)一步研究PPC/PL