酶解木质素/脂肪聚酯共混材料的制备及性能

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panfeng123456
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“石油危机”和严重的“白色污染”,促使世界各国对生物质资源和生物降解材料的日益重视。本论文选用生物乙醇燃料工业生产中的纤维素酶解木质素(CEL)(又称酶解木质素)残渣作为廉价填料,分别与聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)和聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P3HB4HB)三种可生物降解的脂肪聚酯材料熔融共混,制备出可以全生物降解的PLA/CEL,CEL/PCL、CEL/P3HB4HB三个共混物体系。研究了CEL含量(0~40 wt%)对共混物热稳定性能、结晶性能、力学性能、吸水性能和降解性能等的影响。研究发现,通过双螺杆机熔融挤出后,CEL能比较均匀地分散在三种聚酯基体材料中,CEL的高度官能化结构和相对小的分子量,使得它与聚酯分子链有着较强的相互作用,导致CEL与聚酯有较好的界面相容性。CEL与聚酯间的良好相容性,使共混物的热稳定性和力学性能得到较好的保持或改善。此外,CEL在共混体系中起到成核剂的作用,促进了聚酯的结晶;CEL的加入,也使聚酯的亲水性得到改善,加速聚酯材料的降解。上述研究结果表明CEL是脂肪聚酯的良好填料,不仅可以降低这些聚酯材料的成本,还可以保证材料在应用中的基本热、力学性能;同时还实现了CEL的增值利用,有利生物乙醇工业的发展。   另外,本论文还对脆性的PLA/CEL体系进行了增韧改性,选用马来酸酐接枝弹性体(简称PGMA)为增韧剂,在双螺杆机上共混制备出了系列PLA/CEL/PGMA三元共混物,分别考察了PGMA、CEL含量对三元共混物力学性能的影响。结果发现,CEL在PLA与PGMA间起着重要的桥接作用,使得PLA和PGMA两者间的界面作用得以加强,材料固有脆性得到改进,三元共混物显现出良好的综合力学性能。在PLA/CEL/PGMA质量比为80/20/20时,三元共混物具有最好的综合力学性能,该共混物具有两倍于PLA的断裂伸长率和缺口冲击强度、中等的机械强度。
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