熱塑性魔芋葡甘聚糖復(fù)合樹脂的研究.pdf

1、石油原料合成的高分子材料現(xiàn)在正面臨石油資源短缺和其產(chǎn)生的廢棄物污染兩大難題。解決這兩個大難題的最有效辦法是尋找來源廣的天然可降解高分子材料，對它進(jìn)行物理或化學(xué)等改性后，來滿足人們對高分子塑料的使用要求。魔芋葡甘聚糖(KGM)是一種資源豐富且可降解的天然多糖高分子，產(chǎn)于我國中西部地區(qū)，因此本文圍繞著開發(fā)滿足人們使用要求的魔芋葡甘聚糖的新材料為目標(biāo)，以魔芋葡甘聚糖(KGM)為原料，通過接枝改性制得熱塑性魔芋葡甘聚糖(TDKGM)，然后與可降

2、解的聚已內(nèi)酯(PCL)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混，制備了可降解的TDKGM/PCL及TDKGM/PBS復(fù)合樹脂，并對其研究了微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)、熱學(xué)性能。具體結(jié)果如下：
　　 (1)以魔芋葡甘聚糖(KGM)為原料，進(jìn)行脫乙?；男裕缓笠员┧峒柞榻又误w，通過接枝共聚改性合成了不溶于水的熱塑性魔芋葡甘聚糖(TDKGM)。紅外光譜分析表明，KGM的1631 cm-1、3386cm-1處的特征吸收峰在TDKGM上消失；在1

3、437cm-1處分別產(chǎn)生了-CH2-中的C-H彎曲振動吸收峰，丙烯酸甲酯成功接枝于魔芋葡甘聚糖。合成的TDKGM呈無定形態(tài)，其熱分解溫度增加約140℃，達(dá)到396℃左右；DSC曲線和DMA顯示，TDKGM在14℃左右產(chǎn)生了玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，表明TDKGM具有較好的熱塑性能。
　　 (2)TDKGM與PCL熔融共混制得TDKGM/PCL復(fù)合樹脂，研究了其微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)、熱學(xué)性能。結(jié)果表明：TDKGM/PCL復(fù)合樹脂的有較高的動態(tài)儲能

4、模量，但對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度影響不大。與純TDKGM相比，PCL50復(fù)合材料的熱變形溫度、初始分解溫度及軟化點(diǎn)分別提高了38.6℃、20℃及16.6℃。力學(xué)測試表明隨著PCL含量增加，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率不斷升高。當(dāng)PCL含量達(dá)到50％時候，PCL50復(fù)合樹脂的斷裂伸長率高達(dá)580.61％，而拉伸強(qiáng)度為9.49MPa。
　　 (3)TDKGM與PBS熔融共混制得TDKGM/PBS復(fù)合樹脂，研究了其微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)、熱學(xué)性能。結(jié)果表明：

5、TDKGM/PBS共混體系是具有相分離的，在PBS40的掃描電鏡可以看出有明顯的相分離界面，且斷裂伸長率僅為125.58％。當(dāng)PBS含量為50％時，相分離較弱，PBS50的拉伸強(qiáng)度為18.15MPa，斷裂伸長率為232.15％。TDKGM/PBS復(fù)合樹脂隨著PBS含量的增加，復(fù)合樹脂的軟化點(diǎn)溫度、熱變形溫度、熔體流動速率逐漸升高。當(dāng)PBS含量達(dá)到50％時，PBS50復(fù)合樹脂的熔體流動速率為12.8g/10min，軟化點(diǎn)溫度為96.3℃，

6、熱變形溫度達(dá)到86.8℃。DMA分析表明，PBS的加入使得復(fù)合樹脂的動態(tài)儲能模量大幅度降低，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度略有減少。DSC表明TDKGM/PBS復(fù)合樹脂的結(jié)晶溫度較PBS有一定的提高，但對熔點(diǎn)的影響不大。TG測試表明，隨著PBS含量的提高，復(fù)合樹脂的TG曲線向高溫方向移動，說明復(fù)合樹脂具有較好的熱穩(wěn)定性。
　　 (4)TDKGM/PCL復(fù)合樹脂和TDKGM/PBS復(fù)合樹脂具有良好的力學(xué)性能和流動性，將TDKGM/PCL和TDKG