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聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为一种环境友好的生物可降解高分子,其应用越来越广泛。但PBS存在着力学性能不高,结晶速率慢、加工成型周期长等缺陷。通过加入成核剂,使PBS熔体在较高温度下异相成核,提高结晶速率,从而缩短加工周期,同时结晶度的增加可提高PBS制品的力学性能。因此,寻找PBS的高效成核剂可为提高PBS的成型加工效率和力学性能提供有效途径。 本论文选择多种有机成核剂和无机填料与PBS进行熔融开炼制备系列成核PBS或PBS复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和力学测试等方法研究不同有机成核剂和无机填料对PBS结晶性能的影响,探讨成核剂的形貌、晶型、表面性质与其对PBS结晶的异相成核能力的关系,总结具有高效成核能力成核剂的结构特点,为寻找和制备PBS高效成核剂提供一定理论基础。具体研究结果如下: (1)通过不同类型有机成核剂对PBS结晶性能影响的研究表明,酰肼类、取代芳基磷酸酯盐类和芳香胺类等芳香型有机成核剂对PBS结晶有很好的异相成核作用;接触角测试显示,有机成核剂的表面极性与其对PBS诱导结晶作用有较大关系,极性较大的有机成核剂,其对PBS结晶有很好的异相成核作用;力学测试表明具有较佳异相成核作用有机成核剂的加入提高PBS的拉伸强度和弹性模量,但降低PBS的断裂伸长率。 (2)通过不同无机填料对PBS结晶性能影响的研究表明,无机填料对PBS的异相成核作用可能与其形状有一定关系,片状、管状和纤维状等一维或二维无机填料对PBS结晶具有较好的异相成核作用。 通过不同晶型氮化硅对PBS结晶性能影响的研究表明,无机填料的晶型影响其对PBS的异相成核作用,在不同的氮化硅中,α-SiN比β-SiN和无定形SiN对PBS具有更好的异相成核作用;非等温动力学分析显示,α-SiN具有更好的成核活性以及更低的结晶活化能。 (3)制备不同形貌氢氧化镁(MH)及对MH进行不同表面处理,研究无机填料形貌与表面性质对其异相成核作用的影响,结果表明MH的形貌和表面极性对其异相成核作用有较大影响,MH形状越规则,其对PBS结晶的异相成核作用更明显;MH的表面极性越大,其对PBS结晶的异相成核作用更好。