论文部分内容阅读
传统塑料包装材料不可降解,对环境造成严重污染,聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯(PHBH)是生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯类(PHAs)聚合物的第三代产物,具有完全生物可降解性,但是作为包装膜存在结晶性能、热稳定性和力学性能较差等缺点,加工窗口窄,限制了它的使用。本论文用纳米蒙脱土改性PHBH制备PHBH纳米复合包装膜,以改善PHBH的结晶性能、热稳定性、力学性能和阻隔性能,使其在包装上得到更广泛的应用。(1)溶液浇铸法制备PHBH/纳米蒙脱土(PHBH/MMT)纳米复合膜,研究不同纳米蒙脱土添加量对PHBH纳米复合膜性能的影响,选出使PHBH纳米复合膜性能最优的纳米蒙脱土添加量。结果表明,随着纳米蒙脱土的添加量的增加,复合膜的阻隔性能、拉伸强度、断裂.伸长率和弹性模量呈现先增大后减小的趋势,其中PHBH/1wt%MMT纳米复合膜的拉伸强度和阻隔性能最好,PHBH/3wt%MMT纳米复合膜的断裂伸长率和弹性模量最好。通过FTIR、SEM和XRD分析可知,PHBH链成功插层进入纳米蒙脱土的硅酸盐层间,添加适量的纳米蒙脱土后(1wt%和3wt%),纳米复合膜的层间距d001增大,结晶度增大,POM显示球晶增多,球晶尺寸减小,球晶生长速率增大。TGA研究表明纳米蒙脱土的加入提高了复合膜的热稳定性,拓宽了热加工窗口。(2)向性能最优的PHBH/1wt%/MMT纳米复合材料中添加不同配比的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),采用溶液浇铸法制备PHBH/1wt%/MMT/KH550纳米复合膜,并对其性能进行研究。FTIR表明KH550的氨丙基(-NH2)基团与PHBH发生反应,KH550水解后产生的硅醇与纳米蒙脱土表面的Si-OH形成氢键。SEM知,添加适量的KH550(1wt%、3wt%和5wt%)后纳米蒙脱土在PHBH中的分散性得到提高,两相界面相容性变好。适量增加KH550的添加量,PHBH/1wt%/MMT纳米复合膜的球晶生长速率增大,球晶密度变大,球晶尺寸减小,结晶度增大。添加KH550后,PHBH/1wt%MMT/KH550纳米复合膜的机械性能和阻隔性能均得到提高,其中KH550添加量为5wt%时,纳米复合膜的机械性能和阻隔性能最好。