论文部分内容阅读
随着工业的发展，环境问题日益加剧，温室效应和白色污染成为两大危机。二氧化碳和环氧丙烷共聚产物聚碳酸亚丙酯（PPC）作为可生物降解高分子材料，可以做为可降解塑料使用，其开发应用有利于缓解温室效应和白色污染危机，具有可观的发展前景。但是，受其结构限制，PPC的热稳定性和机械性能较差，在很大程度上限制了加工窗口和应用范围。克服PPC较差的热性能和机械性能是目前面临的一项挑战。利用无机填料对聚碳酸亚丙酯进行共混改性，是改善PPC性能的一种有效办法，天然一维纳米矿物材料凹凸棒石（AT）具有较高的热稳定性能和机械强度。所以本文通过三种不同的方式处理凹凸棒，制备PPC/AT复合材料并研究其热性能：第一部分：用盐酸活化和450℃焙烧的方法处理了凹凸棒，用溶液共混法制备了PPC/AT复合薄膜，并研究其热性能。两种方法处理的凹凸棒都能明显提高PPC的热性能，而且变化趋势一样。相比之下焙烧后的AT对PPC热稳定性的改善效果更好，这是由于AT中残留的盐酸加速了PPC的降解。当不同凹凸棒含量为4%时，聚合物热稳定性能达到最佳值。PPC/AT4的T10%和Tmax分别为259℃、279℃，分别比PPC提高了34℃、42℃。第二部分：利用阳离子交换法制备十六烷基三甲基溴化铵改性的OAT，通过溶液共混法成功制备了PPC/OAT纳米复合薄膜，并研究了其热性能和热降解动力学。OAT的引入可以有效提高PPC的热稳定性，复合材料中AT的最佳含量为0.5%。其T10%和Tmax分别为280℃、289℃，比纯PPC分别提高了55℃、52℃。热分解动力学研究表明，PPC/OAT的热分解机理与[-ln（1-α）]1/4机理非常接近，遵循随机成核和随后生长机理。第三部分：利用二异氰酸酯（MDI）和PPC端羟基的反应活性及对粘土表面羟基的捕捉能力，制备了PPC/MDI-AT逾渗网络结构复合材料，并研究其热稳定性。在凹凸棒表面接枝二异氰酸酯增强了AT疏水性，对AT聚集体起到了有效的剥离效果。MDI-AT在PPC中形成的逾渗网络结构对聚合物的链段运动起到了有效的阻碍作用，使PPC的热稳定性得到有效的改善。