全降解聚甲基乙撐碳酸酯基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，由二氧化碳(CO<,2>)和環(huán)氧丙烷(PO)共聚而成的聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)因其制備過程可消耗C02和可完全降解性而成為科學(xué)研究和實際應(yīng)用的熱點。最近，本課題組通過優(yōu)化實驗條件，利用戊二酸鋅負(fù)載催化劑制備了高產(chǎn)率(126g PPC每克催化劑)的完全交替的PPC，土壤掩埋試驗和緩沖液浸漬試驗都證明PPC具有良好的降解性。完全交替的PPC由于沒有醚鍵而具有優(yōu)良的機械性能和熱性能，可以象通用聚乙烯一樣可以進行熱熔加工。但是，PPC

2、由于自身的酯鍵結(jié)構(gòu)而具有相對低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度偏低，限制了其應(yīng)用范圍。利用其他材料來共混改性PPC是改善其性能即有效又經(jīng)濟的重要途徑，因而深入地研究PPC基復(fù)合材料的制備和性能具有十分重要的意義。 通過熔融共混制備了一系列全降解碳酸鈣(CaCO<,3>)增強聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)復(fù)合材料，并對材料的機械性能、熱性能、以及微觀形態(tài)進行了研究。拉伸性能測試顯示復(fù)合材料的強度和硬度隨著CaCO<,3>含量的增加而增加，

3、熱重分析結(jié)果表明CaCO<,3>的添加可在一定程度上提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，這些增強效果得益于填料與基質(zhì)之間較好的界面結(jié)合，這在電子掃描電鏡測試中得到了印證。選擇AC為化學(xué)發(fā)泡劑，ZnO為助發(fā)泡劑制備了PPC/CaCO<,3>復(fù)合發(fā)泡材料，研究了發(fā)泡溫度與時間以及填料CaCO<,3>的添加量對發(fā)泡性能的影響，同時對所得到的發(fā)泡材料進行了微觀形態(tài)和機械性能的測試。研究結(jié)果表明，發(fā)泡孔隙率可由發(fā)泡條件來調(diào)節(jié)；隨著發(fā)泡溫度的提高或發(fā)泡時間的延

4、長，平均泡孔直徑變大而泡孔密度變??；但是，隨著CaCO<,3>的添加因異相成核作用導(dǎo)致平均泡孔直徑變小而泡孔密度變大。力學(xué)性能測試顯示CaCO<,3>的添加可在很大程度上提高復(fù)合發(fā)泡材料的壓縮強度?？梢?，CaCO<,3>與PPC共混是制備價格低廉、機械性能良好且完全全降解聚甲基乙撐碳酸酯基復(fù)合材料的制備與性能研究降解的PPC復(fù)合發(fā)泡材料的一條可行途徑。通過熔融共混制備了一系列全降解棉纖維(CF)增強聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)復(fù)合材料。考

5、察了棉纖維的添加對復(fù)合材料的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能，熱性能的影響以及復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)。拉伸性能和動態(tài)機械性能的測試表明，棉纖維的加入可使復(fù)合材料的強度和硬度大大提高：熱性能試驗結(jié)果表明，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性也有了很大的提高。材料的拉伸強度與熱穩(wěn)定性的改善得益于PPC和棉纖維間的相互作用，這在電子掃描電鏡觀察中得到了印證。 通過熔融共混制備了一系列全降解甲基乙撐碳酸酯/乙烯-乙烯醇共聚物(PPC/EVOH)復(fù)合材料。利用轉(zhuǎn)矩流變儀、紅

6、外光譜分析、靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能測試、熱分析和掃描電鏡分析研究了復(fù)合材料的加工性能、機械性能、熱性能和微觀形態(tài)。復(fù)合材料在熔融混合時的平衡轉(zhuǎn)矩表明的：PPC與EVOH具有較好的共混性，這得益于PPC和EVOH間的相互作用，即PPC上的羰基和EVOH的羥基之間的氫鍵作用，這種作用從FTIR測試中得到了印證。力學(xué)和熱學(xué)性能的研究結(jié)果表明，EVOH可以明顯提高復(fù)合材料的拉伸強度同時也極大地提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性；動態(tài)力學(xué)性能和差示掃描

7、熱量分析的測試結(jié)果進一步揭示了PPC與EVOH具有較好的相容性，從電子掃描電鏡照片上可以看出復(fù)合材料具有均一的微觀形態(tài)且兩相界面結(jié)合較好。 利用乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)通過熔融共混的方式來增塑聚乙烯醇(PVA)，制備了一系列PVA/EVOH復(fù)合材料。轉(zhuǎn)矩流變儀和差示掃描熱量分析的測試結(jié)果表明EVOH可在熔融過程中與PVA形成分子間氫鍵，從而減少PVA的分子內(nèi)氫鍵，使其熔融溫度降低；另一方面，熱重分析結(jié)果表明EVOH可增強PV