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随着世界性的资源枯竭、能源危机以及生态环境恶化等一系列问题的出现,生物质可再生材料及其衍生物的研究开发越来越受到人们的重视。其中聚乳酸作为一种非石油基的生物可降解高分子材料,以卓越的综合性能而备受关注,但聚乳酸易燃易滴落的缺点限制了其应用领域的拓展。二维纳米材料研究科学的进步,使其在提高聚乳酸热、力学和阻燃等性能方面受到广泛关注。其中,二硫化钼(MoS2)作为一种新型二维纳米材料,具有独特的层状纳米结构和良好的稳定性,逐渐成为聚合物复合材料领域的研究热点。大量研究结果表明:添加少量的MoS2可以明显改善聚合物材料的力学性能以及热学性能。此外,相比于传统含卤阻燃剂,二硫化钼可以实现环境友好型阻燃。但二硫化钼在聚合物基体中易团聚,与聚合物基体相容性差。因此,本文拟解决的关键问题是如何设计制备高性能的MoS2基杂化片层并提高其在聚乳酸基体中的分散性,进而获得高性能MoS2/PLA纳米复合材料。基于此,本文探索设计了三种生物质修饰的二硫化钼基纳米杂化材料,以改善其与聚乳酸基体间的界面相互作用,同时对PLA纳米复合材料的阻燃等性能进行研究。主要研究工作如下:(1)针对MoS2片层在聚合物基体中易团聚堆积、相容性较差等缺点,首先通过锂离子插层-超声水解剥离法制备单片层或寡片层的MoS2,利用三聚氰胺植酸盐(MA-PA)对MoS2纳米片层表面进行修饰,得到fMA-MoS2纳米杂化材料,通过溶液共混法制备fMA-MoS2/PLA纳米复合材料,XRD、FT-IR、TGA以及SEM测试结果表明成功设计制备了fMA-MoS2纳米杂化材料。PLA复合材料的断面SEM测试结果表明MA-PA改性后的MoS2杂化材料在聚乳酸基体中具有良好的分散性,同时研究发现fMA-MoS2纳米杂化材料的加入对PLA复合材料的阻燃性能有所改善,与纯PLA相比,添加了杂化材料的PLA复合材料的PHRR下降了16%。(2)通过静电自组装法制备PEI-MoS2,并将植酸接枝在PEI-MoS2上形成fPEI-MoS2杂化材料。利用植酸表面丰富的磷酸基团,将过渡金属离子Fe3+修饰在fPEI-MoS2表面制备fPEI-MoS2@Fe3+杂化材料。并将其加入到PLA基体中制备阻燃聚乳酸复合材料。SEM测试结果证实了杂化材料在PLA基体中未出现团聚现象,具有良好的分散性。TGA和锥形量热测试结果表明,少量fPEI-MoS2@Fe3+杂化材料的加入即可提高PLA复合材料的热性能和阻燃性能,其中杂化材料添加量为3%时,复合材料的热性能和阻燃性能最佳,相比于纯PLA,700℃时PLA复合材料的残炭率从0.2%提高到了5.2%,PHRR从718 KW/m2下降到了523 KW/m2,下降了27%。(3)由于MoS2表面不含任何活性基团且呈现化学惰性的缺点,首先利用多巴胺自聚作用形成聚多巴胺包覆在MoS2表面,再通过PDA表面丰富的羟基与Ni2+之间的相互作用力成功引入Ni2+,进一步通过加入氨水成功合成Ni(OH)2并修饰在MoS2-PDA上。将其加入到聚乳酸中制备MoS2-PDA@Ni(OH)2/PLA纳米复合材料。通过XRD、FT-IR、TEM、SEM和TGA测试证明MoS2-PDA@Ni(OH)2杂化材料成功制备且具有较高的纯度。SEM测试结果表明添加3%杂化材料的PLA纳米复合材料无团聚现象出现。TGA、DSC和锥形量热测试结果证实了MoS2-PDA@Ni(OH)2杂化材料可以显著提升PLA复合材料的热稳定性、结晶性能以及阻燃性能,其中,添加3%杂化材料可以使PLA复合材料的PHRR降低21.7%。