论文部分内容阅读
塑料薄膜作为最常用的一种塑料制品存在于我们生活中的方方面面。其生产原料多为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等石油基聚合物,因为其不可降解的特性,带来一系列的白色污染问题。随着人们对生态环保意识的增强,全生物降解材料受到越来越多的关注。并且其在解决白色污染问题方面发挥着越来越重要的作用。 聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)作为最常见的全生物可降解树脂在薄膜领域人们进行了广泛的研究。目前制备PBAT/PLA复合材料最常用的方法是对其进行直接熔融共混。但是制备的复合材料存在相容性差、机械性能差和易开裂等问题。通过添加反应性纳米粒子是一种简单有效地改善上述问题的方法。其中添加反应性增溶剂可以增强两相的界面相互作用,提高综合性能。 本论文采用八环氧基笼型倍半硅氧烷POSS(epoxy)8与PBAT和PLA进行熔融共混,并采用挤出吹塑工艺制备PBAT/PLA/POSS复合薄膜。主要过程经过原料初混和复合薄膜的吹制两大部分。 对制备的PBAT/PLA/POSS复合薄膜的结构与性能进行分析。通过扫描电子显微镜法(SEM)测试发现,PLA均匀散布在具有长圆柱形状的PBAT基质中,而含有八个环氧基团的笼型倍半硅氧烷则均匀地分散在PBAT和PLA的两相之间的界面处,这种分布在很大程度上改善了两不相容界面的粘附性并避免了在低应力下薄膜材料的破裂,使其机械性能得到提高。与此同时,笼型倍半硅氧烷的中空结构可以存储大量的应力,这对提高复合薄膜的整体性能起着至关重要的作用。X射线衍射(XRD)实验和差示扫描量热(DSC)实验测试结果验证了笼型倍半硅氧烷(POSS)促进了复合体系的结晶,在其中起到了成核剂的作用。除此之外,动态机械热力学(DMA)测试表明,随着笼型倍半硅氧烷添加量的增加,两相的玻璃化转变温度(Tg)之间的差异变得越来越小,这表明两相系统相容性越来越好,促进薄膜材料机械性能的大幅提高。通过电子万能试验机的测试发现,所制备的薄膜拉伸强度最大提高59.6%,断裂伸长率最大提高65.5%,并且两者同步。当POSS(epoxy)8的添加量为1%,PBAT∶PLA(85∶15),共混时间为8min,螺杆转速70r/min,共混温度为190℃时,复合薄膜的综合性能最优。本文还对PBAT/PLA/POSS复合薄膜的保鲜性进行了初步研究,结果表明保鲜性要优于普通聚乙烯薄膜。