酰胺类小分子及微晶纤维素对聚乳酸结晶和耐热性能的影响

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ricky1281214
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
聚乳酸(Polylactic acid,PLA)因其良好的生物相容性、易加工成型和可完全降解的特点,被广泛应用于各种日常生活用品、生物医药、包装材料等领域。但是,PLA结晶性能较差,耐热温度低以及脆性大等缺点限制了其应用领域。通常在PLA中加入成核剂来提高其结晶性能,加入增塑剂以降低PLA的脆性,然而大部分单一成核剂仅提高了PLA结晶度,对于其耐热性、力学性能并没有得到很大的改善,单独添加增塑剂也仅对PLA力学性能有所改善,不利于扩大PLA利用范围。针对以上问题,本论文分别制备了两种PLA复合材料,研究了两种填充材料对PLA结晶性、耐热性、力学性能的影响。具体如下。(1)将小分子成核剂SDA(酰胺类)与DS(多糖类)进行混合复配后与PLA进行熔融挤出得到PLA-SDDS复合材料,与单一成核剂SDA、DS、TMC(酰肼类成核剂)对PLA的结晶性能和耐热性能的影响进行对比,结果表明,0.9%的TMC、0.9%的SDA、0.5%的DS分别将PLA结晶度由13.2%提高到54.1%、54.0%和52.6%,而0.9%的复配成核剂SDDS能够将PLA结晶度提高到66.3%,结晶效果改善显著,但是四种成核剂在退火前对PLA的耐热性能无较大改善。(2)为了减少原料的使用种类,设计并合成了多羟基酰胺化合物N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)对苯二甲酰胺(THPP),研究THPP对PLA的结晶性能、耐热性能以及力学性能的影响。结果表明,0.7%的THPP能够将PLA结晶度由13.2%提高到44.50%,退火后的复合材料维卡软化点由纯PLA的123.2℃提高到PLA-THPP的166.0℃,0.1%的THPP能够将PLA-THPP复合材料的拉伸强度和断裂伸长率从49.64 MPa和4.55%分别提高到68.70 MPa和7.44%,在提高PLA结晶度的同时,对其力学性能也有所改善。(3)在PLA中引入生物大分子微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,MCC),结构改造后的网筛微纳纤维素(Mesh sieve micronano cellulose,MMC)作为成核剂,考察MMC对PLA的结晶性能和耐热性能的影响,发现13%的MMC能够将PLA的结晶度由纯PLA的13.2%提高到55.3%,但是材料在退火前对PLA的维卡软乎点没有较大的提高。在此基础上,继续引入增塑剂聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG),用来提高PLA与MMC的相容性和降低PLA的脆性,制备了PAEM复合材料。结果显示,分子量Mn=8000的PEG在添加量为8%时,能够将复合材料的维卡软化点在不退火时由51.4℃提高到158.2℃,断裂伸长率由纯PLA和PLA-MMC的4.55%和4.05%提高到14.7%,扫描电镜显示PEG的引入提高了PLA与MMC的界面相容性。(4)作为可降解材料,本文利用土埋降解法,通过质量损失和表面形貌观察研究了耐热PLA复合材料PAEM的降解性能,在105 d时,PAEM降解失重率达到4.44%,比纯PLA和市售奶茶吸管失重率(分别为0.85%和0.35%)高了3.59%和4.09%。使用熔融法制备了各种PLA复合材料,化合物THPP诱导PLA均相成核,通过提高结晶速度、降低晶粒大小提高PLA结晶度,原料种类少,使用和降解过程中对人体和环境无危害,可作为PLA成核剂使用;PLA-PEG-MMC复合材料能够在不退火的情况下提高材料耐热性能,增加PLA复合材料的韧性,扩大PLA利用领域的同时减少了工艺步骤,优化了PLA降解性能,降低了经济成本和对环境的危害,为高性能PLA基复合材料的制备提供了新的研究思路。
其他文献
淤上乡坑口—塘根滑坡位于庆元县南部淤上乡境内,距庆元县城(松源镇)19km,54省道经过淤上乡蒲潭村,蒲潭至坑口村有机耕路相连接,交通较方便。滑坡区介于东径118°59′15″~119°01′21″,北纬27°32′30″~27°34′00″。该区的多处滑坡均不同程度地与人类开挖破坏有关,人类工程活动已成为滑坡的诱发因素,已不同程度地破坏了原始生态环境的平衡。由于该区可能存在分层,地质分布不一样,
期刊
对贵州芙蓉江流域生态系统服务功能进行综合评价,在此基础上,结合RS、GIS等技术对其生态功能进行了区划,为该流域针对性地开展生态修复工程提供科学参考。以贵州芙蓉江流域为研究对象,采用RS、GIS等技术,分别以生物多样性维护功能、水源涵养功能、水土保持功能以及水土流失敏感性和石漠化敏感性等指标作为评价因子,对其生态系统服务功能和生态敏感性进行评价。贵州芙蓉江流域水源涵养功能中等以上的区域面积为146
期刊
近年来,药物由于在生活用水和市政污水中被检测到而引起人们的关注。人类和牲畜不能充分吸收药物化合物,这些药物残留排放到自然环境中,特别是水体中,产生了耐药性细菌和各种毒副作用等一系列问题,对人类健康和环境构成直接威胁。废水处理的方法包括混凝、膜分离、吸附、Fenton氧化、光催化、臭氧氧化和好氧-厌氧法等。其中吸附由于成本低、操作简单广泛应用于废水的处理。常用的吸附剂包括活性炭、层状氢氧化物、纳米材
学位
期刊
<正>传统经济学从企业微观层面和国家宏观层面考察经济增长问题,构建了解释经济社会现象的微观基础和宏观框架。微观经济学以研究资源配置为目标,假定资源利用不成问题。但缺陷是:将资源稀缺视为资源配置中的唯一假设和前提条件,将产业经济视为市场领域中唯一的经济形态,将企业行为视作市场机制配置资源的唯一方式。宏观经济学以研究资源利用为目标,假定资源配置不成问题。但缺陷是:对政府与国家的界定、政府服务行为与政府
期刊
<正>为应对全球气候变暖,推进我国生态文明建设,2020年9月我国提出了到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的节能减排战略目标。为实现“双碳”目标,我国必须走绿色低碳发展道路,这就要求我们要积极行动起来,全面践行绿色生活方式,以绿色消费驱动我国经济社会的绿色转型。大学生是国家未来的主人,更是我国经济社会绿色发展的重要后备力量,其绿色消费心理和理念将直接影响我国绿色经济建设成效。当前我国大学
期刊
灰霉(Botrytis cinerea)是全球第二大真菌病原菌,B.cinerea侵染给草莓产量和品质带来严重影响,开发天然无公害的B.cinerea抑制剂很重要。天然提取物绿原酸具有广谱抗菌活性。本论文以草莓为研究对象,探究绿原酸对B.cinerea的抑制作用及机理,为草莓采后保鲜剂的开发提供了思路,为防治灰霉病提供了实例。本论文评价了绿原酸对草莓灰霉病发病率和病情严重度的影响,检测了绿原酸对B
学位
大肠杆菌(Escherichia coli)作为环境中常见的微生物,可以通过趋化信号传导网络调控细菌鞭毛马达的转动过程,从而驱动细菌鞭毛的旋转和细菌的运动。因此,大肠杆菌在外部环境中运动行为的变化是由胞内的趋化网络以及鞭毛马达协同调控的。细菌的趋化运动对细菌探索环境、定植和生物膜形成都十分关键,特别是在致病菌感染宿主的过程中。因此,研究细菌的行为变化是探究人类健康与微生物关系的重要课题之一。L-岩
学位
功能性低聚木糖作为新型益生元,具有增强机体肠道健康、预防龋齿和降低血糖等诸多生理功能,通常其制备原料为植物细胞壁中的半纤维素。而农业废物秸秆拥有丰富的半纤维素资源,是生产低聚木糖的理想原料。因此,为进一步推进秸秆的资源化高效利用,本文在实验室先前已有研究工作基础上,探究以源自麦秸秆的综纤维素为原料,采用酸解联合酶解技术高效制备低聚木糖的可行性。同时,评估了所制备低聚木糖(AE-XOS)的益生作用、
学位
右旋糖酐酶是专一性识别α-1,6糖苷键,可水解右旋糖酐产生低分子右旋糖酐、低聚异麦芽糖和葡萄糖的水解酶。该酶及其产物广泛应用于食品、医药、化工等领域。但天然来源的右旋糖酐酶难以适应工业环境,无法满足生产需要。本课题以变形链球菌来源的右旋糖酐酶(Smdex)为研究对象,开展了以下工作:(1)Smdex的克隆表达及酶学性质研究。将Smdex基因克隆在p ET-28a(+)载体上,用E.coli BL2
学位