聚L-乳酸/淀粉复合发炮材料制备与性能研究

作     者：王伟 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王华林

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：聚L-乳酸 淀粉 复合发泡材料 微波熔融共混法 烘焙法 制备与性能 

摘      要：聚乳酸(PLA)的生物相容性和降解性良好,但PLA发泡材料的生产成本相对较高。论文利用价廉易得的生物降解性优良的天然高分子材料淀粉对聚L-乳酸(PLLA)进行改性,制备出PLLA/淀粉复合发泡材料,并对相关产物的结构与性能进行了表征与测试。 以L-乳酸和淀粉为原料,采用微波熔融共混法,制备出PLLA/淀粉复合材料。采用FT-IR、XRD和SEM对复合材料进行结构表征和性能进行测试。在PLLA/淀粉复合材料中,马来酸酐和丙三醇在PLLA与淀粉间起到化学架桥作用,相容性提高,但并不改变PLLA的正交α晶型主体结构。通过对反应时间、偶联剂等条件的优化,确定最佳制备条件为:糊化淀粉的水和淀粉配比为1.5∶1,马来酸酐和丙三醇的含量分别为1.2%和0.6%,微波器加热5min,取出高速分散2min后,再次加热3min。 根据PLLA/淀粉共混材料的微生物降解和酶降解特性,通过调节聚乳酸和淀粉比例,实现对其降解速度控制。随着降解的进行,复合材料的拉伸强度先增加后下降。PLLA/淀粉复合材料的酶解实验结果显示,60℃降解2h后,复合材料中的淀粉降解完全,PLLA部分降解,酶解效果明显优于土埋法,随着酶解的进行,PLLA的拉伸强度逐渐降低。 分别以偶氮二异丁腈、碳酸氢氨和碳酸氢钠为发泡剂,制备出PLLA/淀粉复合发泡材料。研究淀粉含量、发泡剂、交联剂、反应温度、反应时间等因素对复合发泡材料的影响,优化得到最佳的制备工艺参数:淀粉加入量为总质量的15%,复合发泡剂发泡剂偶氮二异丁腈和碳酸氢钠配比为1∶1,硼砂加入量为总质量的0.03%,脱模剂瓜尔胶为总质量的10%,水和淀粉的配比为8∶1,发泡温度为100℃,反应7h。