离聚物弹性体改性生物基聚合物共混体系

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong538
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
来源于可再生资源的聚乳酸(PLA)和聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)((PHBV)是目前商业化最为成功的生物基聚酯材料。PLA和PHBV原料可以从玉米、土豆和其他农产品等可再生资源中获取,不仅具有良好的生物相容性和生物降解性等环境友好特性,其物理性能也可与许多石油基塑料相媲美,如PLA具有优异的机械性能、热塑性和高透明度和生物相容性,PHBV具有优良的耐热性能和阻隔性能等。因此,PLA和PHBV基材料有望成为石油基塑料商品理想替代品,为解决塑料污染与能源短缺做出重大贡献。然而,PLA和PHBV材料自身的性能缺陷仍然极大地阻碍其广泛应用。PLA质硬且脆,透气性不好,热变形温度太低;PHBV不仅脆性严重同时其热稳定差导致其加工温度范围较窄,难以熔融挤出加工成型。因此,如何高效低成本的改善此类材料的物理与加工性能,对于促进PLA与PHBV聚酯材料的发展至关重要。
  熔融共混是制备高性能低成本可生物降解复合材料的一种有效而简单的方法,通过选择聚合物和改变共混物的组成,可以简单高效地改变共混物的物理性能。本论文通过咪唑单体与可生物质来源的氯醚橡胶(ECO)的季胺化反应,简便高效地合成了一系列含咪唑阳离子的氯醚橡胶离聚物弹性体(ECO-PF6, BF4, TFSI),并应用于PLA和PHBV的熔融共混改性。基于折光指数调控匹配的策略,将所得离聚物弹性体与PLA熔融共混,首次成功实现了高透明高韧聚乳酸/ECO离聚物弹性体共混材料制备。研究结果表明,PLA/ECO-PF6可在保证透光率高达90%的同时,获得优良的韧性,断裂伸长率和冲击强度分别高达237%和60.5kJ/m2。该类材料有望在包装等领域获得广阔的应用前景。
  同时,通过熔融共混的方式,我们较为系统地研究了PHBV与ECO基离聚物弹性体共混体系的结构与性能。通过对结晶行为、热稳定性及力学性能的研究发现ECO离聚物可对PHBV加工性能和力学性能有所改善。离聚物中离子含量与阴离子种类对于PHBV/离聚物体系性能均起到重要的影响。本文的研究成果充分表明功能化离聚物弹性体是PLA与PHBV等生物基聚酯的优良改性剂,为其他离聚物改性生物基聚合物提供重要的借鉴意义和指导作用。
其他文献
CO2加氢制备低碳烯烃(C2=-C4=)是CO2利用和高效转化的重要途径之一,其中高活性和高选择性催化剂的制备是制约CO2加氢进展的关键技术。铁基催化剂由于兼具逆水煤气反应(RWGS)和费托反应(FTS)的高活性且对倾向于低碳烯烃的选择性生成而受到广泛关注。然而其复杂的反应机制和相态变化一直是调控反应性能的难点,RWGS和FTS反应速率的合理匹配是实现高选择性生产低碳烯烃的最大挑战,因此,构建多组
近年来,反渗透技术发展迅速,广泛应用于工业废水处理与回用工段。但产生的反渗透浓水(Reverse Osmosis Concentrates,ROC)具有含盐量高、有机污染物降解难度大等特点,是当前工业废水处理面临的重要难题之一。本文选择两个钢铁企业的不同反渗透浓水作为处理对象(1#ROC为钢铁综合废水经膜脱盐浓缩后的反渗透浓水,2#ROC为焦化废水的尾水经膜脱盐浓缩后的反渗透浓水),以催化臭氧氧化
氟-19磁共振成像(19F MRI)在体内没有背景信号干扰,具有无创、无放射性、无组织穿透深度限制和直接定量等优点,在生物医学领域具有广阔的应用前景。然而,主要由超疏水全氟化物或两亲性氟化大分子制备的纳米造影剂,存在稳定性差、生物利用度低、氟含量不足和疏水聚集导致信号衰减等问题,严重制约体内成像效果及定量研究。基于此,本研究提出从超亲水两性离子造影剂的分子设计与制备到体内定位定量示踪应用的研究思路
随着大气中CO2浓度升高,温室效应加剧,如何有效减少CO2排放量,成为人们研究的重点。传统的CO2捕集法存在吸收介质易挥发、脱碳效率低等问题,不符合绿色及可持续发展的要求。近年来,离子液体及类离子液体(低共熔溶剂)因具有饱和蒸气压低、热稳定性强、结构可设计等特点,在CO2捕集领域引起了广泛关注,被视为极具前景的CO2吸收剂。其中,杂氮基功能化离子液体及低共熔溶剂表现出良好的CO2捕集性能。受此启发
学位
学位
油水分离旨在解决工业含油废水和溢油污染问题。在该领域,特殊浸润性材料具有巨大的应用潜力。金属有机骨架材料(MOFs),具有比表面积大、孔隙率大、孔径可调等诸多优点。然而,大部分MOFs材料对水分敏感且不稳定,从而限制了其实用性。为此,对MOFs材料进行疏水改性,可有效提高水稳定性。本论文围绕疏水性MOFs及其复合海绵的制备与油水分离应用展开研究。主要研究内容如下:  (1)长链烷改性Zr-MOFs
大气有机气溶胶来源广泛,生成机制复杂。目前有大量研究分析有机气溶胶的分子组成,但涉及有机气溶胶粒径分析的研究相对较少。对大气气溶胶中有机物的粒径、来源深入研究,有助于理解北京市有机气溶胶的理化特性,对环境治理具有指导作用。本文利用气相色谱/质谱联用(GC/MS)分析了北京市2017年到2018年的四个季节大气气溶胶的分级样品,研究了有机气溶胶的浓度水平、粒径特征、季节变化,进而分析灰霾和沙尘天气下
学位
挥发性有机物(VOCs)不仅是大气主要直接污染物之一,也是PM2.5的主要前驱体来源之一。因此,对VOCs的防控已成为环保治理的一项重要任务。吸附作为VOCs治理应用最为广泛的技术,具有净化彻底、使用方便等特点。然而,作为吸附工艺的核心,吸附剂经常在使用过程中“失活”,导致吸脱附效率降低。  本文针对VOCs(以甲苯为例)吸附剂在工业应用中“失活”问题展开研究,探究变温、变压吸脱附工艺(水分、孔径
工业废水的大量排放造成的水污染问题在全世界范围内日趋恶化,是当前急需解决的环境问题之一。近年来随着各种高级氧化技术的发展,基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化法受到了广泛关注,相对于传统的Fenton体系,PMS具有更强的氧化能力以及更广的pH适用范围,因此极具应用潜力。在该反应中催化剂的作用十分关键,金属基催化剂催化活性较强,但是存在金属析出和二次污染等问题,因此,开发一种制备简单、成本低廉、催化
学位
新型可再生能源的开发、转化与储蓄技术是未来能源发展面对的关键技术问题。在目前的能源储蓄与转化技术中,电化学催化剂的开发和应用对于扩充电极的储存容量、扩大交换电流密度具有重要意义。其中,电解水制氢是能量转化过程中重要的电化学反应,同时是制备氢气这一极具潜力的未来能源的有效方法,受到了研究者的广泛关注。  本研究以镍基材料为基础和出发点,探究了镍基材料在电化学催化领域的应用。本研究的第一部分工作通过水