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蓖麻油在聚乳酸改性中的应用

作　者: 边新超
导　师: 申屠宝卿
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 聚乳酸蓖麻油增塑丙交酯共聚合
分类号: TQ320.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚乳酸(PLA)具有优异的可生物降解性、良好的生物相容性,并通过可再生的植物淀粉合成,使其在生物医药和环保材料等领域有着广阔的应用前景。近几十年来聚乳酸及其共聚物的研究取得长足的进展,且聚乳酸已实现产业化生产。聚乳酸分子量影响其加工性能,开发更加合理高效的分子量控制工艺是研究重点,另外聚乳酸固有的脆性和偏高的价格限制了其应用范围。在聚合体系中引入廉价、可降解的共催化剂蓖麻油,作为新的分子量控制手段,研究蓖麻油对丙交酯开环聚合反应的影响,并用DSC、TGA、FT-IR、核磁共振等测试手段对聚合物结构和性能进行了表征。添加蓖麻油可以控制聚乳酸的分子量,加快聚合反应速度,且不影响丙交酯的转化率,蓖麻油添加量≤1%时,可以得到高分子量的聚乳酸；催化剂辛酸亚锡用量以0.5%o为宜。通过FT-IR和核磁共振对聚乳酸结构分析结果表明,蓖麻油与聚乳酸分子间形成化学键,蓖麻油能够引发丙交酯开环聚合。聚乳酸加工过程中,蓖麻油可作为PLA的增塑剂,在增加PLA塑性的同时,明显降低PLA力学强度,,当蓖麻油用量20%时,PLA断裂伸长率为240%。蓖麻油—乳酸共聚物对PLA具有良好的增韧作用,且增韧效果随共聚物中蓖麻油含量增加而增加。通过在蓖麻油—乳酸共聚物/PLA共混物中加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),可进一步提高PLA的综合力学性,且其热失重率明显降低。当IPDI含量为0.5%时,PLA共混物的拉伸强度和弹性模量分别达到62.5MPa和2108MPa,而断裂伸长率和缺口冲击强度也比未添加IPDI的样品有所增加,分别达到11.3%和9.5kJ/m2。在含有IPDI的蓖麻油-乳酸共聚物/PLA共混物中加入滑石作为成核剂,可有效提高材料的耐热性能,耐热温度由60℃左右提高到95℃左右,在此基础上再加入适量玻璃纤维可提高材料的强度,同时缺口冲击强度也比PLA高2-3倍。

蓖麻油在聚乳酸改性中的应用

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