木質(zhì)素-聚乳酸復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、化石能源的枯竭和環(huán)境危機(jī)的加劇使得開發(fā)和利用生物質(zhì)資源成為目前乃至今后的發(fā)展方向。生物質(zhì)資源中，木質(zhì)素是廣泛存在于植物細(xì)胞壁中的一種天然物質(zhì)且儲(chǔ)量豐富，在自然界中的儲(chǔ)存量?jī)H次于纖維素。長(zhǎng)期以來，大量的木質(zhì)素常被燃燒來產(chǎn)生能量或直接排放，這既產(chǎn)生大量的二氧化碳污染環(huán)境又是對(duì)資源的浪費(fèi)。對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行合理化高效應(yīng)用，對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都有積極意義。本論文將木質(zhì)素用于聚乳酸這種目前唯一可商業(yè)化應(yīng)用的高分子材料中來制備木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料并研究其性能

2、。
　　木質(zhì)素加入聚乳酸中，由于其與聚乳酸之間的界面結(jié)合作用差，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有大幅度的降低。但同時(shí)由于木質(zhì)素對(duì)聚乳酸有異相成核細(xì)化晶粒的作用，木質(zhì)素添加量低于10wt％時(shí)，可大幅度提高聚乳酸的沖擊韌性，當(dāng)添加5wt％的木質(zhì)素時(shí)，其沖擊強(qiáng)度提高了52.4％。
　　在研究木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料的過程中發(fā)現(xiàn)基體與填料之間的相容性差，因而采用馬來酸酐接枝聚乳酸(MPLLA)和硅烷偶聯(lián)劑分別對(duì)木質(zhì)素/聚乳酸復(fù)合材料進(jìn)行增容改性研

3、究。
　　馬來酸酐接枝聚乳酸可有效改善Lignin/P LLA復(fù)合材料的相容性，表現(xiàn)為復(fù)合材料經(jīng)改性后拉伸強(qiáng)度的提高。但由于在反應(yīng)擠出制備馬來酸酐接枝聚乳酸的過程中，聚乳酸發(fā)生了不可避免的氧化降解，經(jīng)MPLLA改性后的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高不多且復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率稍有降低。由于在反應(yīng)擠出過程中進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)是不切實(shí)際的，可考慮對(duì)聚乳酸進(jìn)行液相接枝馬來酸酐。
　　本論文研究了偶聯(lián)劑KH550，KH560和KH570對(duì)木質(zhì)素/聚

4、乳酸復(fù)合材料的增容改性效果。偶聯(lián)劑KH550和偶聯(lián)劑KH560都可顯著改善聚乳酸基體和木質(zhì)素之間的相容性;偶聯(lián)劑KH550改性的Lignin/PLLA復(fù)合材料強(qiáng)而韌，偶聯(lián)劑KH560改性的Lignin/P LLA復(fù)合材料更強(qiáng)而脆，偶聯(lián)劑KH570僅能改善木質(zhì)素在聚乳酸基體中的分散性，對(duì)其力學(xué)性能的改善效果不明顯。由于偶聯(lián)劑KH550是可溶于水的偶聯(lián)劑，通過研究，本論文發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)劑KH550用水作溶劑和用乙醇或者水-乙醇溶液作溶劑對(duì)Lign