木质素对PLA/PPC复合包装膜性能的影响
聚乳酸（PLA）和聚碳酸亚丙酯（PPC）都是生物可降解的高分子聚合物，可用于绿色包装。木质素也是生物可再生资源，可利用其分子可修饰、形态和粒径可控等特性，提高可降解高性能复合包装膜的性能。本论文采用吹塑成型和流延成型两种工艺方法制备了PLA/PPC/木质素复合包装膜，探讨木质素对PLA/PPC复合包装膜性能的影响。 以PLA、PPC为主要原料、采用ADR-4368为扩链剂、乙酰基柠檬酸三丁酯（ATBC）为增塑剂，通过吹塑成型工艺制备了PLA/PPC复合包装膜。结果表明，当PLA/PPC/ADR/ATBC的用量比为60:40:0.8:8时，复合包装膜有较好的力学性能，其拉伸强度为21.73MPa，断裂伸长率提高至377.17%，弹性模量降低至1184.33MPa。 以PLA/PPC/ADR/ATBC（60:40:0.8:8）共混物为基材，碱木质素（AL）为填料，采用吹塑成型工艺制备了PLA/PPC/AL复合包装膜。SEM图像显示，AL与PLA/PPC之间的相容性不理想；并且当添加0.5%的AL时断裂伸长率相比纯PLA/PPC膜急剧降低了41.3%。阻隔性能测试结果表明，当AL添加量为1%时，PLA/PPC/AL复合包装膜的氧气阻隔性能较纯PLA/PPC膜提高了11.8%，但其水蒸气透过率呈现总体上升的趋势。 为改善AL在PLA/PPC基质中的相容性，采用叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）对AL改性，并将改性木质素（SAL）与PLA/PPC复合材料熔融共混吹塑成膜。FTIR和1HNMR分析表明，甲硅烷基链成功地接枝到碱木质素表面的羟基上。SEM图像显示，SAL与PLA/PPC之间的相容性明显改善。DSC测试表明，SAL的加入提高了PLA的结晶能力。力学和阻隔性能测试结果表明，与纯PLA/PPC膜相比，当SAL用量为1.5%时，PLA/PPC/SAL复合包装膜的力学强度和氧气阻隔性能达到最佳，其中拉伸强度提高了6.9%，氧气阻隔性能提高了33.7%；复合包装膜的水蒸气透过系数在SAL添加量为1%时达到最低值，较纯PLA/PPC膜降低了13.1%。 为进一步提高AL在PLA/PPC基质中的分散性，通过酸沉淀法制备了木质素纳米颗粒（LNPs），并对其进行甲基硅烷化改性，将改性木质素纳米颗粒（SLNPs）与PLA/PPC复合材料流延成膜。结果表明，与PLA/PPC流延膜相比，当SLNPs添加量为2%时，PLA/PPC/SLNP2复合包装膜的断裂伸长率提高了106.5%。拉伸强度提高了14.6%，氧气阻隔性提高了55.7%，水蒸气透过系数降低了12.3%，抗紫外线性能提高了93.3%。
聚乳酸;聚碳酸亚丙酯;碱木质素;木质素纳米颗粒;甲基硅烷化;复合包装膜
天津科技大学
硕士
轻工技术与工程
陈蕴智
2022
中文
TS206.4
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）