增韧聚乳酸材料的制备与性能研究

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1、学校代码10530学号201510141496分类号TQ323.4密级硕士学位论文增韧聚乳酸材料的制备与性能研究学位申请人李永辉指导教师戴文利教授学院名称化学学院学科专业材料工程研究方向高分子材料成型与加工二零一八年五月十日PreparationandPropertiesofTougheningPolylacticAcidMaterialCandidateYonghuiLiSupervisorProfessorWenliDaiCollegeCollegeofChemistryProgramMateria

2、lsEngineeringSpecializationModificationandMoldingofPolymerDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018摘要聚乳酸（PLA）作为一种绿色、全生物的降解的热塑性聚酯，自问世以来，PLA以其优异的性能逐渐受到众多科研工作者的青睐。PLA具有高强度、高模量、良好的生物相容性等物理性质，使其成为了替代传统商用塑料的选择。然而，脆性大、冲击强度低、降解周期长、结晶度低、耐热性等缺点

3、限制了PLA在包装材料、薄膜、一次性餐具、耐高温制品等领域应用。论文主要针对PLA脆性大、耐冲击性能差的缺点，采用韧性优异的乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）、乙烯丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯（EBA-GMA）作为增韧剂，考察了EVA、EBA-GMA对PLA的协同增韧作用及性能影响；同时PLA降解周期较长，采用铝锆偶联剂改性的玉米淀粉作为填料，考察了淀粉对增韧体系性能的影响；以改性木质素（MZS）作为成核剂，探讨了成核剂与退火处理对PLA/EVA/淀粉共混体系结晶性能与耐热性能的影响，以期望达到改善材料结

4、晶性能与耐热性能的目的。对于PLA/EVA/EBA-GMA共混体系，当PLA/EVA/EBA-GMA质量配比为288:10:2时，共混物的相容性良好，缺口冲击强度和断裂伸长率分别达到8.6kJ/m、25.9%，增韧效果明显；EVA可以增加PLA的热稳定性；低频区，G'和G''对EVA含量的依赖性大。在整个频率范围内，共混物均呈现明显的剪切变稀行为，当EVA含量大于10wt%，共混物的剪切变稀行为更加明显。与原淀粉相比，玉米淀粉经改性处理后与共混物基体之间的界面粘结力增强，相容性得以改善。添加适量的淀粉可

5、以增加共混物的韧性，当淀粉含量大于5wt%时，随着淀粉在共混物基体中的分散性变差，材料的力学性能损失严重；当淀粉含量达到20wt%时，淀粉在共混物基体中出现轻微的团聚现象；淀粉可以作为PLA的成核剂，促进PLA结晶但是导致材料的热稳定性变差；退火处理可以改善共混物的耐热性能。对于PLA/EVA/淀粉/MZS共混体系，以MZS作为成核剂，可以增加PLA的结晶度。当MZS含量为1.5wt%时，共混物的冷结晶峰完全消失，结晶度达到最大值47.9%；MZS的加入，可以提高PLA的结晶度率，缩短结晶时间；退火处理

6、可以完善PLA的结晶结构，促进PLA结晶但并未改变PLA的晶型；105℃条件下等温结晶时，共混物的结晶速率最快；改性木质素与退火处理二者结合使用时，可以更为有效的改善共混物的耐热性能。关键词：聚乳酸；乙烯-醋酸乙烯酯；淀粉；改性木质素IAbstractPolylacticacid(PLA)isathermoplasticpolyesterwiththecharacteristicsofgreen,compeletelybiodegradable.PLAhasattractedmuchattentiond

7、uetoitsexcellentproperities.PLApossessesmanyexcellentphysicialcharacteristicsthatmakeitsuitaleforreplacingtraditionalcommoditypolymers.Amongitsadvantagesarehighstrength,highmodulusandbiocompatibility.However,PLAhasmanydrawbacks,suchasbrittleness,lowimpac

8、tstrength,longdegradationtime,lowcrystallizationandthepoorheatresistance.Thesedrawbacksarerestricteditswidespreadapplicationinpackagingmaterials,films,disposabletableware,heatresistancefields,ect.Inthisdissertation,inorder