论文部分内容阅读
为了制备可完全降解的材料,近年来许多科研工作者采用了完全可生物降解的热塑性聚酯,如聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHBV)、聚乙醇酸(PHA)等与淀粉进行共混。淀粉和脂肪族聚酯共混塑料可以完全被生物降解,是极有前途的淀粉基塑料,成了一大研究的热点。本实验采用的是聚己内酯(PCL)与淀粉共混。 用环氧氯丙烷作交联剂与玉米淀粉反应,得到不同交联程度的玉米淀粉。分别将热塑性原淀粉(TPS)、不同交联程度的热塑性交联淀粉(TPCS)与聚己内酯(PCL)按不同配比共混后用挤出机挤出,然后用平板硫化仪进行压膜,制备可生物降解材料。通过测量淀粉的沉降积表征了交联淀粉的交联度,随着交联剂环氧氯丙烷用量的增加,玉米淀粉的交联度也随之增加,当环氧氯丙烷用达到8ml时,再增加其用量,交联度几乎不变。并采用红外光谱分析技术对淀粉在不同交联度下其分子结构的特征做了进一步分析表征。 用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测定了共混体系的流变性能,研究了温度、剪切应力、甘油含量以及TPCS与PCL的不同配比对共混体系表观粘度的影响。研究表明,热塑性淀粉/聚己内酯共混体系的流变行为均可用τ_w=K·γ_w~n来表示,且n<1,属于剪切变稀的假塑性流体;不同甘油含量的样品的非牛顿指数n值的研究表明,随着甘油含量的增加,n值增大。TPCS与PCL不同配比的共混物的非牛顿指数的研究结果表明,随着TPCS百分含量的降低,n值逐渐变大。温度对不同甘油含量体系和不同PCL与TPS配比的影响均表现为升高温度,表观粘度下降;剪切应力对不同甘油含量体系的不同PCL与TPCS配比的影响趋于一致,都是随着剪切应力的加大,体系的表观粘度呈下降趋势;随着体系中甘油用量的加大,体系的粘度下降;随着体系中PCL百分含量的增大,体系的表观粘度总体上呈下降趋势。研究还表明,在所考察的温度(100℃—140℃)及甘油含量(0%—32%)范围内,体系的粘度与温度的关系较好的满足Arrheinus方程,粘度随温度的升高而降低,但在甘油含量较高时,体系的粘度与温度的关系会稍微偏离Arrheinus方程。从粘流活化能数据也可以看出,甘油含量越小,粘度对温度的变化越敏感。 将XLY-Ⅱ型平板硫化仪压出的片材制备成哑铃型试样,用RGT-2型微机控制电子万能试验机测试了样品的力学性能,研究了淀粉的交联改性以及共混体系中PCL用量,增塑剂用量对共混材料的力学性能的影响。研究表明,增塑剂用量对材料的力学性能有明显的影响,使材料的拉伸强度下降,断裂伸长率上升,甘油跟水相比,甘油对断裂伸长率的改善作用更明显。共混体系中PCL含量越高,拉伸性能越好。淀粉的适度交联可以提高材料的力学性能。 参照GB1034—70测试了材料的吸水百分率。研究了共混体系中PCL用量、淀粉