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生物降解高分子泡沫材料制备与结构和性能

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发表于 2015-10-15 13:32:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
泡沫塑料是人造多胞材料,也是一种应用广泛的高分子材料。相对密度低,比模量、比强度高、吸收载荷的能力,隔热和隔音性能好是这种材料的重要特性,因而使它成为理想的轻质结构材料,在工农业生产和国防建设中得到广泛的应用。但是,目前的泡沫材料主要是聚乙烯、聚苯乙烯等制成。这些材料的废弃物难以分解(一般要100—150年才能完全分解),给环境带来一定的负面影响,特别是由于体积大,对环境的污染更是不容忽视。解决 “白色污染”问题成为人们普遍关注的问题。生物降解塑料既具有使用时发挥塑料本身的优良性能,用后废弃时又不给环境带来污染,能被各种生物(酶)迅速分解的特征。因此大力开发和推广环境可生物降解高分子材料,才是治标和治本的方法,也符合当今高分子材料绿色化的潮流。采用化学发泡剂分别制备了完全生物降解的聚乳酸、聚己内酯及其共混体系的泡沫材料,从理论上研究了树脂的熔体粘度和泡沫材料加工之间的定量关系。 1. 采用过氧化苯甲酰引发聚乳酸的交联,研究了凝胶含量对聚乳酸熔体粘度的影响。使用化学发泡剂制备了聚乳酸泡沫材料。结果表明,适合发泡的凝胶含量的区间在30-70%,并且在测试的频率范围内弹性模量应高于粘性模量。最大发泡倍率可达12倍。 2. 采用过氧化苯甲酰引发聚己内酯的交联,通过索氏抽提器抽提、示差扫描热分析、广角X射线衍射、动态力学分析、力学性能测试、动态流变性能测试和生物降解性能测试等表征手段,系统的研究了过氧化物交联后聚己内酯热学、力学、流变和生物降解性能。使用化学发泡剂制备了聚己内酯泡沫材料,在熔体粘弹性能和发泡之间以Tan δ值为参考,建立了定量关系,发现Tan δ在0.2左右时,才可以制得泡沫材料。并且这一结果在乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中得到了验证。 3. 采用辐射引发聚己内酯交联,研究了辐射交联聚己内酯热性能和粘弹性能。结果表明,通过辐射的手段,可以严格的控制聚己内酯的粘弹性能,使用化学发泡剂制备了聚己内酯泡沫材料。制备聚己内酯泡沫材料适宜的凝胶含量区间为13-24%。 4. 制备了聚己内酯/碳酸钙复合材料,研究了碳酸钙的引入对聚己内酯热性能和力学性能的影响。采用过氧化苯甲酰对复合材料进行交联,凝胶含量的测试结果表明碳酸钙的引入对聚己内酯的化学交联影响不显著。使用化学发泡剂制备了泡沫材料,流变测试结果表明,当复合材料的Tan δ值也在0.2左右时,才可以制得泡沫材料。 5.对聚己内酯/聚乳酸共混体系进行了辐射交联,结果发现共混后在相同的辐射剂量下,共混体系凝胶含量折算成对聚己内酯的凝胶含量要比纯聚己内酯凝胶含量要高。使用化学发泡剂制备共混体系的泡沫材料,适合发泡 的凝胶含量的区间在14-20%之间,最大发泡倍率为10倍。


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