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两种生物降解高分子/生物大分子单宁酸共混物相容性与结晶行为的研究

梁永刚  
【摘要】:随着石油资源的日益紧缺,石油基塑料价格的不断上涨,以及传统塑料废弃物与日俱增,对环境的污染日趋严重,生物降解高分子材料越来越得到研究者们的青睐。但是价格高、力学性能差以及加工窗口窄等缺点,严重限制了生物降解高分子材料的应用。因此,对生物降解高分子材料进行改性是一个非常重要的研究课题。 本论文首先采用溶液共混法,分别制备了聚ε-己内酯(PCL)/单宁酸(TA)和聚丁二酸乙二醇酯(PES)/单宁酸(TA)两个共混体系。然后通过一系列的表征手段,来研究生物大分子单宁酸TA的加入对PCL及PES的相容性和结晶行为的影响,从而为PCL和PES在实际工业生产应用中的改性提供相关的理论指导。 1. PCL/TA共混体系的相容性与结晶行为研究 首先室温下采用溶液共混法,以1,4-二氧六环作为共溶剂,制备了不同比例的PCL/TA共混物。其次采用差示扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和广角X-射线衍射仪(WAXD)分别研究了PCL/TA共混体系的相容性、结晶动力学、球晶形态、球晶生长速率和晶体结构。实验结果表明:PCL/TA共混体系为相容体系,生物大分子TA的加入阻碍了PCL的结晶,使得PCL的结晶速率下降,同时改变了PCL在相同结晶温度下的球晶形态,由原先的散射状球晶形态转变为环带球晶形态,但是TA的加入并没有改变PCL的结晶机理和晶体结构。 2. PES/TA共混体系的相容性与结晶行为研究 同样在室温下采用溶液共混法,以1,4-二氧六环作为共溶剂,制备了不同比例的PES/TA共混物。其次通过DSC、POM和WAXD分别研究了PES/TA共混体系的相容性、结晶动力学、球晶形态、球晶生长速率和晶体结构。实验结果表明:PES/TA共混体系也是相容性共混体系,生物大分子TA的加入阻碍了PES的结晶,使得PES的结晶速率下降,同时使得PES在相同结晶温度下的球晶尺寸变大,球晶密度变小,成核困难。但是Avrami方程处理结果和WAXD结果表明TA的加入同样没有改变PES的结晶机理和晶体结构。


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