聚乳酸(PLA)因其原材料來源豐富再生、可完全生物降解、生物相容性好等優(yōu)點成為當(dāng)前發(fā)展最快的生物降解材料之一。PLA基材料已在包裝、紡織、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。然而,與通用塑料相比,PLA的脆性高和熱變形溫度低限制了其在長保質(zhì)期包裝、耐熱包裝、家電等方面的應(yīng)用。為了改善PLA材料的力學(xué)和耐熱性能,不改變PLA的可生物降解性和生物相容性,本論文提出以左旋聚乳酸(PLLA)和外消旋聚乳酸(PDLLA)為原料,利用兩種PLA理化性能差異,采用自增強技術(shù)制備成性能優(yōu)良的聚乳酸自增強(SR-PLA)復(fù)合材料。本論文利用PLLA和PDLLA的熱性能差異,以PLLA纖維為增強體,PDLLA為基體,采用薄膜疊層熱壓法制備了SR-PLA復(fù)合材料,并研究了界面性質(zhì)和纖維在熱加工中的結(jié)構(gòu)變化及其對SR-PLA復(fù)合材料性能的影響規(guī)律。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),熱處理溫度為100¹60°C之間時,PLLA纖維的結(jié)晶度隨著處理溫度的升高先增加后不變,整體分子取向隨著處理溫度升高下降,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度著處理溫度的升高下降,斷裂伸長率和拉伸強度著處理溫度的升高增加;PLLA和PDLLA之間的良好...

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 聚乳酸概述
        1.1.1 聚乳酸鏈結(jié)構(gòu)
        1.1.2 聚乳酸的結(jié)晶結(jié)構(gòu)
        1.1.3 聚乳酸的分子量、結(jié)構(gòu)與熱性能的關(guān)系
    1.2 聚乳酸纖維概述
        1.2.1 聚乳酸纖維的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 影響聚乳酸纖維性能的因素
        1.2.3 高性能聚乳酸纖維的制備
    1.3 聚乳酸基復(fù)合材料面臨主要問題及解決辦法
    1.4 自增強復(fù)合材料概述
        1.4.1 自增強復(fù)合材料的定義及應(yīng)用
        1.4.2 自增強復(fù)合材料的優(yōu)勢
        1.4.3 自增強復(fù)合材料的原料
        1.4.4 自增強復(fù)合材料加工工藝
    1.5 自增強加工面臨的主要問題及解決辦法
        1.5.1 自增強熱加工面臨的主要問題
        1.5.2 擴大加工溫度常用方法
        1.5.3 溶液浸漬熱壓法面臨的重要問題及解決方法
    1.6 復(fù)合材料界面的結(jié)合形式
        1.6.1 粘結(jié)結(jié)合界面
        1.6.2 溶解和潤濕結(jié)合界面
        1.6.3 反應(yīng)結(jié)合界面
        1.6.4 橫晶層
    1.7 聚乳酸自增強復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀
    1.8 本論文的研究意義、研究目的和研究內(nèi)容
        1.8.1 研究意義
        1.8.2 研究目的
        1.8.3 研究內(nèi)容
第二章 半結(jié)晶聚乳酸和無定型聚乳酸相容性研究
    2.1 實驗主要材料和設(shè)備
        2.1.1 實驗主要材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 PLLA和PDLLA熔融共混薄膜的制備
        2.2.2 PLLA和PDLLA熔融共混薄膜的韌化
        2.2.3 多界面PLLA/PDLLA共混體系的建立
        2.2.4 差示掃描量熱法 (DSC)
        2.2.5 動態(tài)熱機械分析 (DMA )
        2.2.6 小角/廣角X射線測試 (SAXS/WAXS )
        2.2.7 偏光顯微鏡測試 (POM)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 熔融混合下的PLLA/PDLLA共混物的相容性研究
        2.3.2 PLLA在界面處的結(jié)晶性質(zhì)研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 熱處理對于聚乳酸纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響
    3.1 實驗主要材料和設(shè)備
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗設(shè)備
    3.2 實驗方法
        3.2.1 纖維的制備及熱處理
        3.2.2 PLLA纖維的結(jié)晶度表征
        3.2.3 PLLA纖維的取向度表征
        3.2.4 PLLA纖維的熱性能表征
        3.2.5 PLLA纖維的力學(xué)性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 熱處理對PLLA纖維結(jié)晶度的影響
        3.3.2 熱處理對PLLA纖維取向度的影響
        3.3.3 熱處理對PLLA纖維熱性能的影響
        3.3.4 熱處理對PLLA纖維力學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 SR-PLA復(fù)合材料的熱壓法制備、結(jié)構(gòu)及性能研究
    4.1 實驗主要材料和設(shè)備
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗方法
    4.2 實驗方法
        4.2.1 SR-PLA復(fù)合材料薄膜疊層熱壓的制備
        4.2.2 單根PLLA纖維SR-PLA復(fù)合材料制備
        4.2.3 SR-PLA復(fù)合材料的界面表征
        4.2.4 SR-PLA復(fù)合材料的熱性能表征
        4.2.5 SR-PLA復(fù)合材料的力學(xué)性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 加工溫度對SR-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響
        4.3.2 加工時間對SR-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響
        4.3.3 加工壓強對SR-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 溶劑處理對聚乳酸纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響
    5.1 實驗主要材料和設(shè)備
        5.1.1 實驗材料
        5.1.2 實驗設(shè)備
    5.2 實驗方法
        5.2.1 PLLA纖維的溶劑處理
        5.2.2 PLLA纖維的形貌表征
        5.2.3 PLLA纖維的結(jié)構(gòu)表征
        5.2.4 PLLA纖維的熱性能表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 溶劑處理對PLLA纖維形貌的影響
        5.3.2 溶劑處理對PLLA纖維結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.3 溶劑處理對PLLA纖維熱性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 SR-PLA復(fù)合材料的濕法制備、結(jié)構(gòu)及其性能研究
    6.1 實驗主要材料和設(shè)備
        6.1.1 實驗材料
        6.1.2 實驗儀器
    6.2 實驗方法
        6.2.1 連續(xù)纖維纏繞制備SR-PLA復(fù)合材料
        6.2.2 流延法制備短纖維SR-PLA復(fù)合材料
        6.2.3 SR-PLA復(fù)合材料形貌學(xué)表征
        6.2.4 SR-PLA復(fù)合材料熱力學(xué)性能表征
        6.2.5 SR-PLA復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)表征
        6.2.6 SR-PLA復(fù)合材料力學(xué)性能表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 連續(xù)纖維SR-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
        6.3.2 流延法制備短纖維SR-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
    6.4 本章小結(jié)
第七章 PBSA-PLA復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究
    7.1 實驗主要材料和設(shè)備
        7.1.1 實驗材料
        7.1.2 實驗設(shè)備
    7.2 實驗方法
        7.2.1 連續(xù)纖維PBSA-PLA復(fù)合材料熱壓法制備
        7.2.2 短纖維PBSA-PLA復(fù)合材料密煉+熱壓法制備
        7.2.3 短纖維PBSA-PLA復(fù)合材料擠出法制備
        7.2.4 PBSA-PLA復(fù)合材料結(jié)構(gòu)表征
        7.2.5 PBSA-PLA復(fù)合材料界面表征
        7.2.6 PBSA-PLA復(fù)合材料熱性能表征
        7.2.7 PBSA-PLA復(fù)合材料力學(xué)性能表征
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 連續(xù)纖維PBSA-PLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
        7.3.2 短纖維PBSA-PLA復(fù)合材料(密煉+熱壓法)的結(jié)構(gòu)與性能研究
        7.3.3 短纖維PBSA-PLA復(fù)合材料(擠出法)結(jié)構(gòu)與性能研究
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
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本文編號：3937364