论文总字数：21251字

摘 要

本文在聚乳酸的相关理论基础之上，研究了不同质量分数的顺-4-环己烯-1,2-二羧酸锂盐（CHDA-Li）成核剂对PLA的改性影响。本实验采用熔融共混的方法，分别将不同质量分数的成核剂（0.1wt%，0.2wt%，0.5wt%，0.75wt%）加入到PLA基体中，通过差示扫描量热法（DSC）、偏光显微镜（PLM）、X射线衍射（XRD）、FTIR、力学性能测试等分析方法研究了不同添加量的成核剂对PLA熔融、结晶以及力学性能的影响。

研究表明顺-4-环己烯-1,2-二羧酸锂盐作为成核剂能够有效提高PLA结晶起始温度和结晶焓，大幅度的增加了PLA的结晶度。当加入0.5wt%的顺-4-环己烯-1,2-二羧酸锂盐的时候，改性聚乳酸材料的二次升温结晶度高达47.45%，并且此时综合各方面力学性能达到本实验最佳。

顺-4-环己烯-1,2-二羧酸锂盐在PLA基体中起到了异相成核剂的作用，较好的细化了聚乳酸的球晶尺寸，提高了成核密度。

关键词：聚乳酸 成核剂 改性 力学性能

ABSTRACT

In this paper, based on the theory of polylactic acid, we study different mass fraction Cis-4-cyclohexene 1, 2-dicarboxylic acid lithium salt (CHDA-Li) modification of the nucleating agent for PLA. Respectively different mass fractions of nucleating agent (0.1wt%, 0.2wt%, 0.5wt%, 0.75wt%) was added to the PLA matrix with the method of melt blending. Differential Scanning Calorimetry(DSC), Polarizing Microscope(PLM), X-Ray Diffraction(XRD), FTIR, mechanical testing were used to study the influence of the different amounts of nucleating agent on melting,crystallization and mechanical properties behavior of PLA.

Research shows that CHDA-Li as the nucleating agent can effectively improve the PLA crystallization onset temperature and crystallization enthalpy, greatly increase the crystallinity of PLA. When adding 0.5wt% CHDA-Li, the two heating crystallization of modified polylactic acid material degree is up to 47.45%, and all aspects of mechanical properties at this time to achieve the best experiment.

CHDA-Li in the PLA matrix plays a role in heterogeneous nucleation, and better refinement of the poly lactic acid spherulite size and improve the nucleation density.

KEYWORD：polylactic acid; Nucleating agent; Modified; Mechanical property

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 聚乳酸的特性和应用 1

1.2.1 聚乳酸的特性 1

1.2.2生物医学上的应用 .................................................................................................1

1.2.3工农业上的应用 2

1.3 聚乳酸的结构和性质 2

1.4 聚乳酸的合成 3

1.4.1 直接缩聚 3

1.4.2 开环聚合 4

1.5 聚乳酸的改性研究 5

1.5.1 化学改性 5

1.5.1.1 共聚改性.......................................................................................................................5

1.5.1.2 交联改性.......................................................................................................................5

1.5.1.3 表面改性.......................................................................................................................6

1.5.2 物理改性 6

1.5.2.1 共混改性.......................................................................................................................6

1.5.2.2 增塑改性.......................................................................................................................6

1.5.2.3 复合改性.......................................................................................................................6

1.6 成核剂对聚合物性能的影响 7

1.6.1 影响PLA结晶的因素 7

1.6.2 成核剂的选择条件 7

1.6.3 各类成核剂对PLA结晶性能的影响 7

1.6.3.1 无机类成核剂...............................................................................................................7

1.6.3.2 有机类成核剂...............................................................................................................8

1.7 本文的研究意义和研究内容 .9

第二章 实验部分 11

2.1 主要原料 11

2.2 主要设备 11

2.3 试样制备 11

2.3.1 成核剂的合成制备 11

2.3.2 成核改性PLA材料制备 11

2.3.3 等温结晶样片的制备 12

2.3.4 改性PLA样条的制备 12

2.4 试样性能测试 12

2.4.1 试样的示差扫描量热(DSC)分析 12

2.4.2 偏光显微镜(PLM)观察 13

2.4.3 X射线衍射(XRD)分析 13

2.4.4 力学性能测试 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 总DSC分析 14

3.2 FTIR分析 14

3.3 差示扫描量热(DSC)分析 15

3.4 偏光显微镜(PLM)观察 16

3.5 X射线衍射(XRD)分析 17

3.6 力学性能测试 18

第四章 结论与展望 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 绪论

1.1 引言

自20世纪30年代以尼龙为代表和50年代以聚烯烃为代表的大规模高分子合成工业发展至今，质地轻、性能优异和廉价的各类高分子材料制品给工业社会和人们的生活方式带来了前所未有的变革，极大地推进了社会的发展和进步。然而高分子材料在给我们带来前所未有的便利的同时，世界每年产生的高达数千万吨的难分解、难腐的塑料废弃物，成为日益制约都市和社会发展的重要因素，对人类社会的可持续发展提出了严重的挑战^[1]。为了保护我们的生态环境，研究解决废弃物的对策成为各国竞相开展的研究内容。解决的对策可归纳为：塑料废弃物的再利用技术和开发生物降解性材料。在各种可降解的材料中，聚乳酸由于其独特的性能和优良的可加工性，对其研究和开发正越来越引起广泛的关注。

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