聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)-無機(jī)添加劑(有機(jī)添加劑)共混體系基本性能研究及其紡絲性能優(yōu)化.pdf

1、聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)是一種生物高分子聚酯,它具有良好的生物相容性、生物降解和生物可吸收性,然而由于材料本身的缺點(diǎn),如結(jié)晶速率慢、結(jié)晶度高、熱穩(wěn)定性差、斷裂伸長率低以及成型加工困難等,極大地限制了PHBV的應(yīng)用,因此研究PHBV材料與其他材料的共混成為熱點(diǎn)。
　　 本文使用納米無機(jī)粒子以及一種生物降解性共聚酯分別作為共混添加劑,在研究了共混體系的熱性能、結(jié)晶性能、流變行為等基礎(chǔ)上,又對共混體系的可紡性能進(jìn)行了研究,并提

2、出了優(yōu)化PHBV紡絲性能的工藝條件,在實(shí)驗室成功制備了具有一定力學(xué)性能并滿足后加工的PHBV纖維。
　　 首先,我們對共混體系的基本性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:適量的納米無機(jī)粒子的加入充當(dāng)了成核劑的作用,由于表面自由能的降低,它加快了PHBV的結(jié)晶速率,提高了其結(jié)晶能力,由于晶體的完善而使得其熔點(diǎn)提高。在對其晶態(tài)結(jié)構(gòu)和結(jié)晶動力學(xué)的研究中發(fā)現(xiàn),添加劑的含量改變未能對共混體系的成核機(jī)理、生長方式和點(diǎn)陣參數(shù)及晶粒尺寸產(chǎn)生明顯的影響,只能

3、夠?qū)不祗w系的結(jié)晶度發(fā)生改變,而大量的成核劑對共混體系的結(jié)晶行為作用不顯著或起到了抑制作用。對其在熔體中的分散性和樣條的力學(xué)性能的分析也表明,納米粒子在其中分散均勻,提高了PHBV的拉伸性能,使PHBV由原來的脆性向韌性轉(zhuǎn)變。而加入有機(jī)共聚物時,由于其無定形態(tài)稀釋了PHBV的晶核,通過偏光顯微鏡觀測,PHBV的球晶生長在很大程度上受到了抑制或被破壞,結(jié)晶度非常小,由紅外光譜也表明兩種物質(zhì)間發(fā)生了分子間氫鍵作用,增強(qiáng)了相容性。
　　

4、 接下來對共混體系的流動性能進(jìn)行了測試,從結(jié)果中發(fā)現(xiàn),納米粒子和有機(jī)物的加入都能增加PHBV的表觀粘度,擴(kuò)大PHBV的溫度可加工窗口。但是在PHBV/SiO2共混體系中,在高剪切長時間作用下依然會發(fā)生降解,改性效果并不理想。而加入有機(jī)共聚酯的體系的表觀粘度對溫度的變化不敏感,因此,PHBV的溫度可加工窗口能夠在幾十度之內(nèi),且在所研究的條件下均未出現(xiàn)降解。
　　 最后,將共混體系進(jìn)行可紡性能的研究,研究結(jié)果表明無機(jī)納米粒子雖能在