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文檔簡介
1、聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)(PHBV)生物聚酯具有資源可再生、生物可降解性、生物組織相容性、壓電性、抗凝血性等優(yōu)點,還可熔融加工,是理想的環(huán)境友好和生物醫(yī)用材料。但是,PHBV也存在以下幾方面的缺點:(1)熱穩(wěn)定性差,熔融加工窗口窄,在熔點以上停留較短時間便會發(fā)生劇烈的熱降解;(2)PHBV是由微生物合成的,純度高、晶核密度低,且PHBV立構規(guī)整性好,易于形成完整的大球晶,導致材料脆性較大;(3)PHBV的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度
2、較低,在室溫存放過程中會發(fā)生二次結(jié)晶,使材料的脆性加劇。這些都極大地限制了其應用。本文針對PHBV存在的成核密度低、分子鏈立構規(guī)整性大、結(jié)晶度高、力學性能差等缺陷,開展了一系列探索性研究。
采用溶液涂膜和熔融共混兩種方法制備了PHBV/HBPs(超支化聚酰胺脂)共混體系。借助TGA、DMA及拉伸測試獲得復合材料的宏觀性能;借助DSC、POM、WXRD、考察了HBPs的引入對PHBV熱熔性能和結(jié)晶性能的影響;借助掃描電鏡SE
3、M觀察HBPs的分散性和體系的界面相容性;借助FTIR表征了PHBV和HBPs之間的相互作用。從而建立結(jié)構-性能之間的關系。
采用溶液涂膜的方法制備了PHBV/HBPs共混體系,研究了在較低溫度加工條件下,HBPs的引入對PHBV結(jié)構及性能的影響。建立了PHBV/HBPs共混體系的結(jié)構與性能之間的關系,研究了宏觀的力學性能與聚集態(tài)結(jié)構及分子間作用力之間的相互關系。首先,從聚集態(tài)結(jié)構出發(fā),HBPs的引入沒有改變PHBV的結(jié)晶
4、結(jié)構,相當于“稀釋”了PHBV的晶核,球晶的尺寸變大,但球晶的完整性降低,同時,球晶的生長速率降低,體系的結(jié)晶度下降,可以說明,HBPs在一定程度上抑制了PHBV的結(jié)晶,改善了PHBV的脆性;從SEM照片可以看到,當HBPs在PHBV基體中分散較好及HBPs的尺寸較小時,PHBV/HBPs體系表現(xiàn)出較好的宏觀力學性能;其次,從分子間作用力角度來考慮,HBPs結(jié)構中含有很多羥基,可以與PHBV的酯羰基形成分子間氫鍵作用,紅外光譜證實了兩者
5、之間存在氫鍵作用,從而改善PHBV的力學性能。拉伸測試結(jié)果表明,PHBV/HBPs體系的拉伸強度和斷裂伸長率,隨著HBPs的增加出現(xiàn)先增加后減小的趨勢,這是由體系結(jié)晶度減小,兩組分間的分散程度和兩組分間相互作用共同作用的結(jié)果。
用熔融共混法制備了PHBV/HBPs共混體系,除去溶劑的影響,研究了在較高溫度加工條件下,HBPs的引入對PHBV結(jié)構及性能的影響。HBPs的引入使得PHBV在較高的溫度下就開始結(jié)晶,沒有改變PHB
6、V的結(jié)晶結(jié)構,并沒有抑制PHBV晶核的形成,可能的原因是在熔融加工過程中,在高溫和強剪切力的作用下,會有少量聚合物的分子鏈斷裂,形成一些小的分子,充當晶核的作用,環(huán)帶球晶不再明顯,而且破壞了球晶的完整程度,體系的結(jié)晶度下降,這在一定程度上改善了PHBV的脆性。當HBPs的含量較小時,HBPs能夠在PHBV基體中良好的分散,體系在宏觀上表現(xiàn)為良好的力學性能。力學測試研究表明,HBPs對體系起到了增強增韌的作用,PHBV/5wt%HBPs的
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