论文部分内容阅读
聚羟基丁酸酯己酸酯(PHBH)是一种天然的可降解塑料包装材料,因其具有良好的生物降解性和生物相容性,以及与传统的塑料包装材料相似的物理性质成为代替传统不可降解的塑料包装材料的最佳选择之一。但是未改性的PHBH存在结晶性能差、热稳定差、力学性能差和阻隔性能不佳等缺点,限制了其广泛使用。本论文以纳米二氧化硅为改性剂采用溶液浇铸法制备改性PHBH纳米复合包装膜,并通过采用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米二氧化硅表面改性以实现纳米二氧化硅在PHBH中的良好分散。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、断面形貌(SEM)、正置热台显微镜(POM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、力学性能、阻隔性能等检测,研究纳米复合包装膜的断面形态、热稳定性、结晶性、力学性能和阻隔性等。研究结果表明:未经表面改性的纳米二氧化硅添加到PHBH基体中,复合包装膜的热稳定性和结晶性有所提高,在纳米二氧化硅含量超过2wt%时,出现较大颗粒的团聚体。复合包装膜的断裂伸长率逐渐降低,但拉伸强度和弹性模量提高,在纳米二氧化硅含量为2wt%时分别提高了 40.1%和60.6%,同时纳米复合包装膜的阻隔性比纯的PHBH有较大的改善。通过KH570对纳米二氧化化硅进行表面接枝改性,透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,KH570成功接枝到纳米二氧化硅表面,且在含量为5wt%时可以实现更好的分散。经过表面改性的纳米二氧化硅在PHBH基体中的分散性大大提高,在纳米二氧化硅含量为9wt%时出现少量的团聚体。复合包装膜的热分解温度范围提高了 13.5℃C,热稳定性提高,结晶度明显增加。断裂伸长率逐渐降低,甚至由韧性断裂转变成脆性断裂,但是拉伸强度和弹性模量分别提高了 70.8%和75.4%。复合包装膜的阻隔性在纳米二氧化硅含量为5wt%时最好,氧气透过量由纯的PHBH 263cm3/cm2·d·Pa降低至36.6cm3/cm2·d·Pa,水蒸气透过量由纯的 PHBH 的 63.3g/m2·24h 降低至 43.3g/m2·24h,阻隔性有很大的提高。