PVA/淀粉全降解复合材料的制备、结构与性能

【摘要】：PVA/淀粉复合材料无论在环保方面还是成本方面均是一种极具有发展前景的可生物降解材料。但是，PVA/淀粉复合材料存在着难以热加工、耐水性差和降解周期长的不足，影响了其应用范围。 本课题对可生物降解PVA/淀粉复合材料的制备、结构及性能进行了研究。主要内容有：运用物理改性和化学改性的方法，以甘油/二乙醇胺/山梨醇为复配增塑剂，制备了改性PVA薄膜和样条，研究了PVA的塑化机理，探索了PVA最佳的塑化加工工艺；采用熔融共混法制备了PVA/淀粉复合材料，通过分析淀粉含量和复配增塑剂含量对PVA/淀粉复合材料界面形貌和力学性能的影响，得到了较佳配比，从而制备了具有良好生物降解性能和优异耐水性的PVA/淀粉复合材料；采用双螺杆挤出工艺，以柠檬酸和碳酸钠为复配发泡剂，通过分析碳酸钠含量、二氧化硅含量和挤出工艺对复合材料发泡倍率的影响，制备了发泡倍率较高的PVA/淀粉发泡材料。 结果表明：以甘油、二乙醇胺和山梨醇作为复配增塑剂，有效地实现了PVA的塑化改性，显著改善了PVA的热性能和流变性能；将充分塑化好的PVA与塑化淀粉混合后进行挤出加工，得到了力学性能较好、界面相容性优异的PVA/淀粉复合材料；另外增塑剂提高了复合材料的交联度，使得复合材料的耐水性得到提高，从而扩大了复合材料的应用范围；当柠檬酸含量为5wt%时，增加碳酸钠和纳米二氧化硅的含量，均能提高复合材料的发泡倍率；当碳酸钠的用量为6wt%，纳米二氧化硅的用量为5wt%，并且在较佳的挤出工艺（加工温度为145℃，主机频率为9HZ）下制备的发泡材料泡孔分布较均匀，数量较多，形状也较规整。