聚乳酸与改性淀粉及碳酸钙共混研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenyinan
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随着经济的发展,材料与人类的生活以及发展息息相关。作为具有很多优良性能的高分子材料,更少在人们的生活中起到了不可替代的作用。但是,随着经济的高速发展,高分子材料的使用量急剧增加。由此也带来了日益严重的白色污染,对人类的生存环境产生了严重的威胁。因此,大力开发可降解材料,以替代传统的石油基高分子材料和塑料制品,成为解决经济发展与环境污染不协调问题的有效途径。  在这类材料中,聚乳酸由于其良好的生物相容性和可生物降解性,得到了广泛的研究。但是聚乳酸也有很多缺点,如难加工、脆性大、成本高等。因此,需要对聚乳酸进行改性,以改善其各方面性能并力求降低其成本。  本论文通过熔融共混挤出法,制备了聚乳酸与改性淀粉及碳酸钙共混材料。先用甘油将淀粉进行改性,用钛酸酯偶联剂将碳酸钙进行改性,以求改善两者与聚乳酸基体之间的相容性。加入聚乙二醇作为增塑剂,并添加聚乙烯以期得到高韧性、低成本的复合材料。通过熔融指数、差示扫描量热、拉伸性能和冲击性能测试,以及扫描电镜分析,研究了共混材料的熔体流动性、热性能以及力学性能,并对共混材料的断裂面形貌进行观察,确定了最佳共混挤出注塑工艺参数。并对各种改性剂的加入对共混材料的影响,得到以下结论:改性淀粉含量为10%时,拉伸强度增加了12.5%;合理的钛酸酯偶联剂用量为4%;改性碳酸钙的加入量大于15%时,共混材料的熔融指数增大,力学强度最好,因此碳酸钙最佳含量为15%;当LLDPE含量为10%时,拉伸强度和断裂伸长率分别增加了26.4%和106.8%;正交实验结果表明,淀粉含量对共混材料熔融指数的影响的最大,其次是碳酸钙含量。当淀粉含量为5%,碳酸钙含量为15%,LLDPE含量为5%,PEG含量为8%时,聚乳酸共混材料的熔融指数达到最大值;改性淀粉含量10%,改性碳酸钙含量10%,聚乙二醇含量10%;或者改性淀粉含量15%,改性碳酸钙含量10%,LLDPE含量15%,聚乙二醇含量8%,共混材料力学性能较好。后者的拉伸强度为36.72MPa,断裂伸长率为88.53.
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