膜級(jí)淀粉基全生物降解材料的制備與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)塑料制品給人類帶來便利的同時(shí)，由于其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，因此在其被遺棄后也會(huì)給自然環(huán)境帶來嚴(yán)重的“白色污染”；同時(shí)傳統(tǒng)塑料來源于石油，大量消耗石油資源，而石油資源不可再生，導(dǎo)致“能源危機(jī)”。要想從根本上解決這兩個(gè)問題，發(fā)展生物基可降解材料無疑是最佳途徑。淀粉是一種天然高分子化合物，廣泛存在于玉米、小麥、馬鈴薯等植物中，是自然界豐富的可再生資源，在自然條件下能被微生物分解，生成水和二氧化碳。聚乳酸(PLA)由植物發(fā)酵的乳酸制得，原料來源

2、廣泛且可再生。聚己二酸-對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT)主要通過酯化聚合而來，分子鏈中含有酯鍵，具有優(yōu)良的生物降解性。
　　本文首先將PLA接枝順丁烯二酸酐（MA）改性；然后以淀粉、PLA-g-MA、PBAT為主要原料，通過加入乙烯丙烯酸甲酯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(EBA-GMA)來改善PLA-g-MA與PBAT間的界面相容性，采用哈普轉(zhuǎn)矩流變儀、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀等儀器設(shè)備來研究不同相容劑含量共混材料的流變性能、力學(xué)

3、性能以及材料的動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能，來確定相容劑的最佳含量。結(jié)果表明，隨著相容劑 EBA-GMA增加，淀粉基復(fù)合材料的平衡扭矩和非牛頓指數(shù)增加，而淀粉基復(fù)合材料的力學(xué)性能以及淀粉基復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量先增加后降低，且在相容劑含量為3 phr時(shí)，該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到15.28 MPa，斷裂伸長率也達(dá)到最佳為268.63％。
　　其次，采用次磷酸鈉催化 PLA-g-MA與淀粉間酯化反應(yīng)來增加聚乳酸與淀粉間的界面作用力，采用哈普轉(zhuǎn)矩流變儀、

4、接觸角測(cè)試儀、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)等儀器設(shè)備來研究不同催化劑含量的共混材料的流變性能、親水性能以及力學(xué)性能。結(jié)果表明，隨著催化劑次磷酸鈉含量的增加，淀粉基復(fù)合材料的平衡扭矩以及非牛頓指數(shù)先增加后降低、熔融指數(shù)先降低后增加、親水性有所改善；同時(shí)隨著催化劑含量的增加，材料的力學(xué)性能以及儲(chǔ)能模量先增加后降低，且在催化劑含量為0.5 phr時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到15.57 MPa，儲(chǔ)能模量525.36 MPa。
　　最后，研究了不同 PLA-g

5、-MA含量對(duì)淀粉基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響，通過哈普轉(zhuǎn)矩流變儀、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀、掃描電鏡等分析測(cè)試其流變性能、力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能以及材料的微觀形貌。結(jié)果表明，隨著 PLA-g-MA含量的增加，淀粉基復(fù)合材料的平衡扭矩、非牛頓指數(shù)、拉伸強(qiáng)度也隨之增加，而熔融指數(shù)降低、親水性變差、斷裂伸長率逐漸降低，另外， PLA-g-MA含量的增加，淀粉基復(fù)合材料的初始儲(chǔ)能模量逐漸增加，而其損耗因子逐漸降低；同時(shí)，隨著 PLA