学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的改性及其在超临界二氧化碳中溶胀和发泡特性研究

作　者: 王强
导　师: 曹堃；姚臻
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工艺
关键词: PBS PA6IcoT 生物降解塑料扩链反应挤出溶解度发泡超临界二氧化碳
分类号: TQ316.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种脂肪族聚酯,具有优良的力学性能,同时兼具可生物降解的特性。因此,近些年来,对PBS的研究已经成为一个热点。目前,对其研究主要集中在合成、加工、改性等方面,以拓展其应用范围。本文主要针对PBS改性及其在超临界二氧化(scCO2)中溶胀和发泡特性方面,进行相关的研究。论文采用超临界二氧化碳(scCO2)辅助下,以PBS和聚间(对)苯二甲酰已二胺(PA6IcoT)为原料、2,2’-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)为扩链剂,在双螺杆挤出机中进行扩链反应。利用溶解度实验、傅利叶红外光谱分析(FT-IR)和核磁共振(NMR)对产物的结构进行分析,并利用场发射扫描电镜(SEM)研究了共混物的相形态。结果表明,PBO是一种有效的扩链剂,但是由于挤出反应停留时间的限制,反应程度有限。研究了扩链产物的结晶性能、热性能、力学性能和生物降解性能。发现扩链后,PA6IcoT抑制了PBS的结晶,导致结晶活化能增大,结晶速率和结晶度减小,球晶尺寸减小,界面变得更为模糊,同时对于非等温结晶过程,Jeziorny和Ozawa方法均不能很好的描述,而Mo分析方法则是一种相对较好的方法。扩链产物的热性能和力学性能均较PBS有一定程度的提高。生物降解性的研究表明,降解开始于无定形区域,扩链产物无规度增加,有利于其生物降解性能的提高。因此,扩链产物可以在保持热性能和力学性能的同时,拥有不错的生物降解性能。论文采用scCO2司歇发泡的方法考察了不同温度、不同压力的条件下,PBS及其扩链产物的发泡行为。实验发现,在温度110-120℃,压力14-20MPa下,能得到发泡倍率为5左右的样品。扩链改性的产物,发泡性能得到提高,泡孔直径更小,分布更为均一,产品性能更好。最后,论文研究了PBS的溶胀特性,测定了不同温度(80℃,90℃,100℃,110℃)和压力(0-9MPa)的条件下,C02在线性PBS (LPBS)和支化PBS (BPBS)中的溶解度,并研究了其溶胀程度。通过Sanchez-Lacombe状态方程(SL EOS)来拟合溶解度数据,同时,计算PBS在高温高压下的溶胀程度,结合溶胀的数据,修正了溶解度数据。实验结果表明,SL EOS能很好的拟合C02在PBS中溶解度数据,各个体系的偏差都在5%以内。对于不同体系的相互作用参数k12的拟合结果发现,相互作用参数k12与温度存在很好的线性关系,这对预测在其他条件下,溶解度的数据提供参考。实验证明,CO2的溶胀诱导PBS形成更完善的晶体,结晶度得到提高。在一定温度、压力范围内,温度和压力越高,诱导结晶更为容易,在温度和压力较低时,很难发生诱导结晶现象。诱导结晶还与时间因素有关,溶胀时间越长,诱导结晶越完全。

全文目录

浙江大学硕士学位论文修改定稿审核表  4-6
致谢  6-7
摘要  7-9
Abstract  9-14
第1章前言  14-16
第2章文献综述  16-34
  2.1 PBS的概况  16-17
  2.2 PBS的改性研究  17-27
    2.2.1 机械共混  17-18
    2.2.2 反应共混  18-27
  2.3 发泡材料  27-33
    2.3.1 发泡材料简介  27-29
    2.3.2 发泡机理  29-31
    2.3.3 PBS发泡材料简介  31-33
  2.4 课题提出  33-34
第3章 PBS的改性及性能研究  34-68
  3.1 前言  34
  3.2 实验部分  34-39
    3.2.1 实验原料  34-35
    3.2.2 反应挤出共混  35-36
    3.2.3 端基滴定分析  36-37
    3.2.4 溶解度实验  37
    3.2.5 MFR测试  37
    3.2.6 红外(FT-IR)测试  37
    3.2.7 核磁(NMR)测试  37
    3.2.8 流变测试  37-38
    3.2.9 SEM测试  38
    3.2.10 DSC测试  38
    3.2.11 热失重测试  38
    3.2.12 力学性能测试  38
    3.2.13 生物降解性能测试  38-39
  3.3 结果与讨论  39-66
    3.3.1 密炼共混  39-40
    3.3.2 端基滴定结果分析  40-41
    3.3.3 溶解度实验分析  41
    3.3.4 MFR分析结果  41-42
    3.3.5 FT-IR分析  42-43
    3.3.6 结构分析  43-49
    3.3.7 相形态分析  49-51
    3.3.8 结晶性能  51-61
    3.3.9 热性能  61-64
    3.3.10 力学性能  64-65
    3.3.11 生物降解性能  65-66
  3.4 本章小结  66-68
第4章 PBS发泡性能研究  68-88
  4.1 前言  68
  4.2 实验部分  68-71
    4.2.1 实验原料  68
    4.2.2 间歇发泡过程  68-69
    4.2.3 PBS泡沫塑料结构表征  69-71
  4.3 结果与讨论  71-87
    4.3.1 LPBS样品的发泡研究  71-76
    4.3.2 物理共混样品的发泡研究  76-80
    4.3.3 扩链产物的发泡研究  80-83
    4.3.4 三种样品的发泡对比  83-85
    4.3.5 发泡样品生物降解性测试  85-87
  4.4 小结  87-88
第5章 CO_2在半结晶型PBS中的溶解度研究  88-114
  5.1 前言  88
  5.2 实验部分  88-93
    5.2.1 实验原料  88-89
    5.2.2 实验设备  89
    5.2.3 实验装置的体积标定  89-90
    5.2.4 实验测量过程  90-93
  5.3 结果与讨论  93-113
    5.3.1 气体的PVT特性  93-95
    5.3.2 结晶度及晶型  95-97
    5.3.3 聚合物样品的体积实验测定  97-99
    5.3.4 溶解度计算过程  99-102
    5.3.5 聚合物的溶胀  102-104
    5.3.6 相互作用参数优化  104-106
    5.3.7 CO_2溶胀与结晶  106-113
  5.4 本章小结  113-114
第6章结论与展望  114-116
  6.1 结论  114
  6.2 展望  114-116
符号说明  116-118
参考文献  118-126
作者简历  126

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的改性及其在超临界二氧化碳中溶胀和发泡特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文