论文部分内容阅读
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有许多优异的性能，为了进一步改善PBS的性能，本论文创新性的在PBS中引入天然橡胶(NR)，利用熔融机械共混法，制备混合均匀的PBS/NR复合材料。通过X射线衍射衍射(XRD)、旋转流变仪、示差扫描量热法(DSC)等手段，从结构与性能的关系出发，研究了天然橡胶的含量、马来酸酐接枝天然橡胶的含量、硫化交联天然橡胶的含量对PBS/NR复合材料力学性能、相容性、结晶性等的影响，并从理论和应用两个方面进行了深入的探讨。主要内容和结果如下: (1)利用开炼机和平板压片机以简单操作的机械共混法制备PBS/NR复合材料，研究PBS/NR复合材料的结构形态与性能间的相互关系。在天然橡胶含量≤15wt％时，天然橡胶以小颗粒的形状均匀分布在PBS基体材料内，两相相容性较好，而当天然橡胶含量＞15wt％时， PBS/NR复合材料中的天然橡胶开始发生团聚，两相相容性变差。少量天然橡胶存在与PBS的非晶区，有效的阻隔了PBS中气体的扩散，所以在PBS中加入少量天然橡胶，PBS复合材料的气体透过率减小。X射线衍射(XRD)和DSC研究表明，与纯PBS相比，PBS/NR复合材料并没有改变PBS的基本晶面晶型，随着天然橡胶的加入，结晶度下降。少量的NR在没有显著降低拉伸模量和强度的前提下，提高了复合材料的应变，而由于在高含量下，天然橡胶与PBS的不相容，应变和断裂伸长率迅速下降。采用蛭石堆肥降解的方法，评估了PBS/NR复合材料的降解性能。通过120天的蛭石降解表明，天然橡胶组分的加入，并没有阻碍PBS的降解，反而促进了PBS的降解。 (2)利用溶液反应法制备马来酸酐接枝天然橡胶，制备PBS/NR复合材料时以相容剂的作用，探讨对复合材料结构形态及其性能的变化。傅立叶红外光谱(FTIR)结果表明，马来酸酐可成功在天然橡胶分子链的α-亚甲基处进行取代结合。扫描电镜(SEM)结果表明，马来酸酐接枝天然橡胶的加入，提高了PBS与天然橡胶界面之间的结合力，改善PBS/NR复合材料的相容性。利用旋转流变仪，研究加入马来酸酐接枝天然橡胶后，提高了PBS和NR的结合力，从而促进了两相的相容。添加马来酸酐接枝天然橡胶的PBS/NR复合材料的这些结构形态特点导致其对气体的阻隔性增加，同时复合材料的韧性，可生物降解性得到提升。 (3)在制备PBS/NR复合材料时利用NR硫化交联的特性，引入交联组分。对比硫化前后的PBS/NR复合材料的性能，交联的PBS/NR复合材料的应力应变有所增加，交联NR的含量为≤10wt％在低温度下与PBS相容性好，分散均匀，交联NR的含量为＞10wt％时，由于NR之间发生键和，促使PBS/NR复合材料相容性变差。只有在少量NR时能促进PBS/NR复合材料性能的韧性的提高，硫化交联NR促进PBS/NR复合材料的蛭石降解。