论文部分内容阅读
为了对淀粉和聚乳酸(PLA)进行增塑,并提高PLA和淀粉共混材料的综合性能,本文首先选取甘油(Glycerol)、甲酰胺(Formamide)制备了热塑性淀粉(TPS),又以环氧大豆油(ESO)、乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)、脂肪酸甲酯(FAME)和环氧脂肪酸甲酯(EFAME)为增塑剂对PLA/淀粉共混体系进行增塑,并对增塑体系的加工性能、热性能、结晶性等进行了研究;其次考察了聚乙二醇(PEG)分子量及含量对PLA/淀粉复合材料的增塑效果及其它综合性能的影响;最后使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为反应性试剂对PLA/TPS进行化学改性,又以聚乙烯-辛烯共聚弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和聚乙酸乙烯酯共聚物(VVE)为增韧剂对PLA/TPS复合材料进行增韧改性,并对改性后材料的性能进行了研究。 通过加入甘油和甲酰胺,制备甘油塑化淀粉(GTPS)和甲酰胺塑化淀粉(FTPS)。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试结果表明甘油和甲酰胺均可以破坏淀粉中的结晶结构,提高淀粉的塑性。与甘油相比,甲酰胺对淀粉具有更好的塑化效果,但是FTPS的力学强度较低,吸水性较强,并且其与PLA共混后材料性能明显降低。 由DSC、XRD以及动态热机械性能(DMA)等结果表明,与甘油及ESO相比,ATBC、FAME和EFAME对PLA/淀粉具有更好的增塑效果,增塑后材料的力学性能有明显提高,尤其是EFAME使PLA/淀粉的力学性能提高最为明显。依据ASTM D6400-12标准对PLA/GTPS40进行了堆肥实验,结果表明本文中的PLA/GTPS完全满足堆肥可降解材料标准。 与PEG相比,甘油对淀粉的增塑效果较强,但其对PLA增塑则非常有限;中等分子量的PEG2000和PEG4000对PLA/淀粉具有较好的增塑效果,并且在共混材料中不容易迁移,呈现优良的综合性能。随着PEG含量的增加,其对PLA的增塑效果提高,并促进了PLA的结晶。 POE-g-MAH可在一定程度上增韧PLA/TPS,当POE-g-MAH的含量为10phr时,材料呈现较好的力学性能以及加工性能。DMA及力学性能等测试结果表明,IPDI可以有效的提高材料的储能模量、玻璃化转变温度,但是材料的熔体流动性却明显降低。DMA以及力学性能等测试结果表明VVE可以较大程度地提高PLA/TPS的综合性能,随着VVE含量的提高,复合材料结晶度降低,冲击韧性明显提高,熔体流动性也得到了改善。