几种生物降解多相多组分高分子材料的制备、形态、结构与性能研究
生物降解高分子材料由于其环境友好的特性而得到研究者们的青睐。但是,由于价格高、力学性能差以及加工窗口窄等缺点,可生物降解高分子材料的应用受到严重限制。因此,对现已工业化的生物降解高分子材料进行改性是一个非常重要且有意义的研究课题。
本论文采用共混与复合两种方法,利用组分之间的氢键相互作用力,设计制备了一系列相容的结晶／非晶共混物,以及分散性良好的粘土纳米复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、热失重分析仪(TGA)、广角X光衍射仪(WAXD)、小角X光散射仪(SAXS)、透射电镜(TEM)和动态力学分析仪(DMA)对不同共混物／复合体系的相容性、结晶行为以及复合体系的形态、结晶行为与性能进行了研究。
1.结晶／非晶共混物相容性与结晶行为采用溶液涂膜法制备了一系列结晶／非晶共混物,研究了聚丁二酸／己二酸丁二醇酯(PBSA)／聚对羟基苯乙烯(PVPh)、酚氧树脂(phenoxy)共混物,聚羟基丁酸酯.羟基戊酸酯共聚物(PHBV)／酚醛树酯(phenolic)共混物,聚丁二酸丁二醇酯(PBSU)／单宁酸(TA)共混物相容性,以及非晶组分含量对结晶组分结晶行为的影响规律。单一组成依赖的玻璃化温度以及Nishi-Wang方程中聚合物相互作用参数均表明上述体系为相容体系。非晶组分的加入阻碍了结晶组分的成核与结晶,改变了结晶组分在相同温度下的球晶形态,但是并未改变其结晶机理与晶体结构。PBSA／phenoxy共混物的总结晶速率显著大于PBSA／PVPh共混物。所得相容的结晶／非晶共混物,在等温结晶后,仍然能够长满视野。研究发现PVPh与TA均已分别扩散至PBSA与PBSU的片晶之间。不同的是,PVPh加入会使得PBSA的片晶厚度略有增加,而TA不改变PBSU的片晶厚度。
2.聚对苯二甲酸／己二酸丁二醇酯(PBAT)／粘土C30B纳米复合材料结构与性能的研究采用溶液超声复合的方法制备了不同C30B含量的PBAT／C30B纳米复合材料。实验结果表明:在C30B含量小于等于5wt％时,C30B剥离于PBAT基体中；在C30B含量达到8 wt％M,插层与剥离并存。C30B在PBAT非等温结晶的过程中,充当成核剂的作用。当加入5 wt％的C30B时,复合材料成核活性最高。C30B的加入大幅度增加复合材料中PBAT的结晶速率。研究还发现:C30B的加入并未改变PBAT的结晶结构,也未明显改变PBAT的绝对结晶度。C30B加入没有明显改变PBAT的热稳定性,但是大幅提高了PBAT的储能模量E'。
生物降解高分子;多组分高分子材料;非晶共混物;粘土纳米复合材料;相容性;结晶行为;分散性
北京化工大学
博士
材料科学与工程
邱兆斌
2011
中文
TB324;TB383
137
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）