论文部分内容阅读
聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate,P34HB)不仅具有生物来源和可生物降解性,而且具有良好的加工性能。本论文中,作者通过DSC系统性的研究了P34HB的结晶性能。等温结晶研究发现:P34HB最快结晶温度为70℃,此时半结晶时间为95秒,相对于PP的1.25秒,结晶速率过慢。非等温研究发现:苯甲酸钠可以作为P34HB的良好成核剂,加入0.25phr苯甲酸钠可大幅提高P34HB的结晶速率,由Mo氏数学模型计算可知当相对结晶度为60%时,F(T)值为12.96,而纯P34HB的F(T)值为24.12。采用Kissinger方程研究发现,加入0.25phr苯甲酸钠后,P34HB结晶活化能ΔEc的值由-61.30kJ/mol降低到-108.80kJ/mol,说明苯甲酸钠能够大幅降低P34HB的成核壁垒。本论文中,作者制备了玻纤增强P34HB复合材料。当玻纤用量为49.70phr、SiO2用量为5phr且加入相容剂P34HB-g-MAH后复合材料的力学性能达到最大值。此时,力学性能由纯P34HB的拉伸强度29.70MPa,弯曲强度56.43Mpa、弯曲模量2085Mpa、冲击强度4.05kJ/m2,分别提高为复合材料的67.35MPa、109.19MPa、8643MPa和6.87kJ/m2。红外谱图发现,P34HB有很强的酯基吸收峰,和无机物可能形成良好的氢键作用,相容性较好。SEM照片发现,形成P34HB-g-MAH后,玻璃纤维表面被一层厚的物质粘附,复合材料样品界面性能得到改善。毛细管流变仪分析表明,P34HB熔体属于剪切变稀流体,纯P34HB在153℃时剪切流动速率为0.02cm3/s,温度升高到168.40℃时流动速率迅速增至0.32cm3/s;经过复合改性在170℃时候的流动速率保持为0.04cm3/s,说明对于剪切变稀严重的P34HB基体来说,复合改性提高了P34HB的加工性能。DSC测试表明,玻纤对P34HB具有良好的成核作用,当玻纤用量为49.70phr时,热结晶峰温度Tp提高了13.70℃。DTG分析发现,复合材料热稳定性提高,失重5%的温度由纯P34HB的251.60℃提高到288.70℃。降解研究发现P34HB材料容易被碱腐蚀但不易被酸腐蚀,且土壤降解比湖水降解速率快,通过SEM照片可以看到P34HB复合改性后,生物降解性能增强。随着降解的进行,P34HB及其复合材料结晶能力提高,但热稳定下降。