【正文】 ...................................10 選題背景 ............................................................................................................................................10 選題目的和意義 ................................................................................................................................12 研究內(nèi)容和創(chuàng)新點 .............................................................................................................12 研究內(nèi)容 ............................................................................................................................................12 研究方案 ............................................................................................................................................13 主要創(chuàng)新之處 ....................................................................................................................................13第 2 章 聚乳酸/成核劑復(fù)合材料的結(jié)晶性能研究 ..............................................15 前言 .....................................................................................................................................15 實驗部分 .............................................................................................................................15 實驗藥品 ............................................................................................................................................15 實驗儀器 ............................................................................................................................................15 實驗方法和工藝流程 ........................................................................................................................15 測試方法 ............................................................................................................................................16 結(jié)果與討論 .........................................................................................................................17 DSC 研究 ............................................................................................................................................17 XRD 研究 ...........................................................................................................................................20江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第 3 章 聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能研究 ..............................23 前言 .....................................................................................................................................23 實驗部分 .............................................................................................................................23 實驗藥品 ............................................................................................................................................23 實驗儀器 ............................................................................................................................................23 實驗方法和工藝流程 ........................................................................................................................23 測試方法 ............................................................................................................................................24 結(jié)果與討論 .........................................................................................................................25 溶液揮發(fā)法制備的聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能的研究 .......................................25 溶液沉淀法制備的聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能的表征 .......................................28第 4 章 結(jié)論與展望 ...............................................................................................33 結(jié)論 ......................................................................................................................................33 不足之處及未來展望 ..........................................................................................................33參考文獻 .................................................................................................................35致 謝 .....................................................................................................................37聚乳酸復(fù)合材料結(jié)晶性能的研究第 1 章 緒論 概述隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料制品己經(jīng)代替金屬、木材、玻璃、紙、纖維等材料制成的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門和人民生活的各個領(lǐng)域．2022年世界塑料，按體積計算居世界首位．塑料制品給人們生活帶來便利，改善生活質(zhì)量的同時，其大量使用產(chǎn)生的塑料廢棄物也與日俱增，給人類賴以生存的自然環(huán)境造成了不可忽視的負面影響．在人類生產(chǎn)的塑料中，用后廢棄的量大約占總量的50%—60%，這些塑料廢棄物難以分解(普通塑料需200年—400年才能完全分解掉)，因而造成了大量的永久性的垃圾“白色污染 ”物，嚴重污染環(huán)境；人工處理成本高、易造成二次污染；另外石油資源越用越少，有報道全世界的石油儲備只能用40年 [1]．因而就世界而言，尋找新的對環(huán)境友好的材料，發(fā)展非石油基聚合物迫在眉睫．為了解決這些問題，二十世紀70年代科學(xué)家提出了降解塑料的概念．對應(yīng)于不同的降解機理，可降解材料可分為光降解和生物降解兩大類．生物降解材料是指在自然界微生物，如細菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料．為了擺脫對日趨枯竭的石油資源的依賴，大力開發(fā)環(huán)境友好的生物降解的聚合物，替代石油基塑料產(chǎn)品，已成為當前研究開發(fā)的熱點 [2]．按照來源的不同，生物可降解高分子可分為天然可降解高分子和人工合成可降解高分子兩大類．生物降解高分子上世紀八十年代中期才研究開發(fā)，近幾年進展很快，已進入工業(yè)化生產(chǎn)，但有關(guān)生物降解高分子的分解速率、分解徹底性、降解機理、降解控速、加工技術(shù)及形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面的理論還需要進一步探索 [3]．在目前研究的生物降解性高分子當中，有一大類是生物降解性聚酯，包括聚乳酸(poly(lactide acid)，PLA)、聚己內(nèi)酯(poly(εcaprolactone)，PCL)、聚乙醇酸(poly(glycolic acid)， PGA)、聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol)，PVA)、聚β羥基丁酸酯(poly(βhydroxybutyrate)，PHB)、聚琥珀酸丁二酯(poly(butylene succinate)，PBS)、聚己二酸乙二酯(poly(ethyleneadipate)， PEA)、聚琥珀酸乙二酯(poly(ethylene succinate)，PES)等 [4]，這類聚酯的主鏈大都由脂肪族結(jié)構(gòu)單元，通過易水解的酯鍵連接而成，主鏈柔順，因而易被自然界中的多種微生物或動植物體內(nèi)酶分解、代謝，最終形成二氧化碳和水．有關(guān)這類聚酯的合成及性能研究倍受重視．其中聚乳酸被認為是最有前途的材料之一，具有優(yōu)良的可生物降解性和生物相容性．合成聚乳酸的原料可以通過發(fā)酵玉米等糧食作物大規(guī)模獲得，是一種低能耗產(chǎn)品，不依賴石油資源，這對人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義． 聚乳酸的合成 直接縮聚直接法合成聚乳酸是在脫水劑存在下，乳酸分子間受熱脫水，直接縮聚成低聚物，然后再繼續(xù)升溫，低分子量的聚乳酸擴鏈成更高分子量的聚乳酸．但直接縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，存在著游離的酸、水、丙交酯及聚酯的平衡，副產(chǎn)物和水分在粘性熔融物中難江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文以去除，很難保證反應(yīng)向正方向進行，因此一般認為不易得到高分子量的聚乳酸．直接法所得聚乳酸由于分子量低，雖不能作為強度材料，但可以用作要求在體內(nèi)較快降解的藥物控制釋放材料．并且直接縮聚法生產(chǎn)工藝簡單，價格便宜，比丙交酯開環(huán)聚合經(jīng)濟合算． 開環(huán)聚合 陰離子開環(huán)聚合陰離子開環(huán)聚合由引發(fā)劑的親核陰離子進攻丙交酯羰基而引發(fā)聚合，羰基碳和環(huán)外氧的橋鍵會被打開．環(huán)內(nèi)氧成為新的陰離子，引發(fā)鏈的增長．但強親核引發(fā)劑堿性太強，會使得單體去質(zhì)子化從而引起消旋．高溫下高反應(yīng)活性催化劑將引起消旋、回咬反應(yīng)及其他副反應(yīng)，抑制 PLA 鏈增長 [5]．所以，此方法難以制備高分子量的 PLA． 陽離子開環(huán)聚合 陽離子開環(huán)聚合的催化劑有碳正離子給體和一部分強酸，如三乙基氧四氟硼酸，三氟化硼，三氟醋酸．當丙交酯上一個羰基上的環(huán)外氧原子被烷基化或者被引發(fā)劑質(zhì)子化，使得 OCH 鍵帶上正電，陽離子聚合即被引發(fā)．第二個單體的親核進攻 OCH 將形成另一個親電的碳正離子．聚合反應(yīng)的鏈增長就是重復(fù)的單體親核反應(yīng)直到聚合反應(yīng)被單官能度的親核試劑終止，如水．在陽離子聚合中，高溫也會引起消旋化，因為單體親核進攻的是旋光中心．而在