成核改性聚乳酸的结晶性能研究任务书

 2021-10-13 08:10

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

聚乳酸(PLA)是一种来源于可再生资源的生物可降解材料,它具有广阔的市场前景,因此被认为是新世纪最有前景的生物医药材料和新型包装材料。除此之外,PLA 被认为是可代替传统塑料的环境友好型材料。然而,脆性、耐热性差、抗冲击性差等缺点严重限制了聚乳酸在工程领域的发展,因此,对 PLA 的机械性能及热性能的改性成为目前研究的重点。

滑石粉是最早开发并应用的一种无机成核剂,它以其优异的性价比得到广泛应用。钱欣等采用DSC 和偏光显微镜(POM)研究了不同滑石粉添加量对聚乳酸结晶的影响。在125 ℃时滑石粉的加入使得t1/2从7.78 min 缩短到3.33min, 相同保温时间(130 ℃,10 min)时, 结晶度约提高了19%。TBC8-d是一种高效的聚乳酸成核剂,与纯聚乳酸相比,加入TBC8-d 的聚乳酸的结晶温度和相对结晶度分别提高了14.1 ℃和11.1%; 且TBC8-d 的成核能力优于传统成核剂滑石粉。等温结晶动力学研究表明, 随结晶温度的升高,TBC8-d 的加入使聚乳酸的半结晶时间缩短, 结晶速率常数增大; 用TBC8-d 成核的聚乳酸的结晶生长方式为异相成核的三维球晶生长。淀粉产量丰富, 价格低廉, 将PLLA 与淀粉共混, 可以降低材料的价格, 同时淀粉促进PLLA 的结晶, 即使添加1%的淀粉, 都能够明显地增加PLLA 的结晶速率。Kyung Su Kang 等通过DSC对比研究了添加1%普通淀粉、1%化学修饰热塑性淀粉(CMPS)和1%滑石粉三种成核剂对聚乳酸等温结晶的影响,发现PLA 的结晶度由纯PLA 的2.4%, 分别提高到25.7%、30.1%和36.0%,105 ℃等温结晶的半周期时间由原来纯PLLA 的33 min分别减少到3.8 min、3.2 min 和0.4 min。

本课题首先进行聚乳酸成核改性材料的制备,通过不同种类的成核剂改性聚乳酸,测试它们的结晶速率,比较在不同环境或相同环境下不同成核剂的结晶性能。然后通过挤出,注塑,压片等手段进行制样,利用DSC、偏光显微镜研究复合材料的熔融和结晶性能,微观结构和力学性能。

2. 参考文献

[1]. 李春,辛忠,乔绪明,等.取代芳基磷酸金属盐类成核剂对聚乳酸结晶的影响[J].中国塑料,2006,20(10):79-82.

[2]. 边新超,高战团,冯立栋,等.一种聚乳酸树脂的快速成核:CN,201010185590.1 [P].2010,10-13.

[3]. 温亮,辛忠,胡东康.对叔丁基杯芳烃成核剂对聚乳酸结晶行为的影响[J].石油化工, 2010,39(9): 1001-1005.

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