淀粉/聚乳酸可生物降解材料的研究

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本文主要研究聚乳酸/淀粉可生物降解复合塑料的制备,包括聚乳酸的接枝改性和淀粉塑料的制备。 聚乳酸的接枝改性:以四氢呋喃为溶剂,采用溶液聚合法进行了聚乳酸(PLA)接枝丙烯酸(AA)的实验研究,讨论了反应时间、引发剂用量、AA用量对接枝反应的影响;同时以四氢呋喃为溶剂,采用紫外光辐照法进行了聚乳酸(PLA)接枝丙烯酸(AA)的实验研究,讨论了反应时间、光敏剂用量、AA用量对接枝反应的影响;确定了较为理想的合成工艺条件,对比了溶液聚合与紫外辐照聚合的在理想合成工艺下的接枝率,研究了接枝率对聚合物吸水率的影响,并用傅立叶红外光谱分析对反应产物进行了结构表征。 聚乳酸/PLA-g-AA/淀粉共混体系的制备研究:采用正交实验法研究了共混时的原料配比、反应条件及PLA-g-AA作为相容剂等因素对材料性能的影响,当淀粉含量达70%、共混温度170℃、共混时间10min、接枝物含量15%时材料的机械性能较好,此时淀粉塑料的拉伸强度可达到27.35MPa,弹性模量728.22MPa,断裂伸长率达到3.59%,且材料的耐水性能得到明显改善。试验中运用傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重差热仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(X-ray)和Haake转矩流变仪对材料的结构、形态、热性能、结晶性,熔体的流变行为进行表征。研究表明,加入PLA-g-AA后的淀粉/聚乳酸共混物的相容性比原淀粉有很大的提高。 实验制品的生物降解性研究:利用土埋法进行生物降解性实验,对本研究制备的材料降解性能作了初步估计,研究表明,本实验制备的材料可以在较短的时间内可发生生物降解。
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本研究用桐油和亚麻油改性酚醛树脂(以下都用PF表示酚醛树脂),苯酚与桐油或亚麻油先在酸性条件反应,然后在碱性条件与甲醛反应制得热固性改性PF。探索了催化剂种类、原料配比、反应温度、反应时间以及脱水温度和时间对反应的影响,得到桐油和亚麻油改性PF的最佳改性工艺条件。 桐油改性PF的最佳改性工艺:苯酚:桐油:盐酸=1:0.5:0.0015(质量比);桐油与苯酚反应的催化剂为盐酸,反应温度为100