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摘 要

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）因为其本身优异的力学性能、耐热性好、耐化学腐蚀和机械加工容易等，在食品的包装、塑料瓶子、超市购物袋、卫生用品、地膜和生物医用材料等方面，有着十分广阔的应用前景。本实验采取加入甘油进行高温、高压、真空处理的淀粉，形成的TPS用来改性PBS，制备不同质量比例的TPS和PBS共混物，对比纯的PBS，以及淀粉和PBS共混物的力学性能（拉伸、断裂伸长率）和吸水性。

通过实验结果可以得出，随着加入不同比例的淀粉和热塑性淀粉，PBS和热塑性淀粉的混合物的拉伸强度都下降了，也由此我们可以简单粗略的判断，影响其共混物拉伸强度的是PBS的含量，含量越高，其拉伸强度越高。而不管是添加淀粉或者是添加增塑剂甘油后的热塑性淀粉，其断裂伸长率都严重下降。添加PBS很大程度上提高了聚合物材料的耐水性能，添加淀粉和甘油可以提高PBS的降解率，同时聚合物的吸水率降低到10%以下。

关键词：热塑性淀粉 聚丁二酸丁二醇酯 可降解塑料 力学性能

Study on thermoplastic starch modified PBS composites

Abstract

Due to its excellent mechanical properties, good heat resistance, chemical corrosion resistance and easy mechanical processing, poly (butylene succinate) (PBS) has a very broad application prospect in food packaging, plastic bottles, supermarket shopping bags, sanitary products, plastic film and biomedical materials, etc. ^[1].In this experiment, starch treated with glycerol at high temperature, high pressure and vacuum was used to modify PBS, and TPS formed was used to prepare TPS and PBS blends of different mass ratios. The mechanical properties (tensile and elongation at break) and water absorption of starch and PBS blends were compared with pure PBS.

According to the experimental results, the tensile strength of the mixture of PBS and thermoplastic starch decreased with the addition of starch and thermoplastic starch in different proportions. Therefore, we can make a simple and rough judgment that the tensile strength of the blend is affected by the content of PBS. The higher the content, the higher the tensile strength.However, the elongation at break of thermoplastic starch with starch or plasticizer glycerin was significantly reduced.The addition of PBS greatly improved the water resistance of the polymer material. The addition of starch and glycerin could improve the degradation rate of PBS and reduce the water absorption rate of the polymer to less than 10%.

Key words:Thermoplastic starch;Polybutanediol succinate;Degradable plastic；mechanical properties

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2聚丁二酸丁二醇酯概述 1

1.2.1PBS的合成方法 1

1.2.2 PBS的改性 2

1.2.3 PBS的应用及发展趋势 3

1.3淀粉概述 5

1.3.1热塑性淀粉结构和性能 5

1.3.2热塑性淀粉的应用和发展趋势 6

1.3.3淀粉的预处理与改性 6

1.4热塑性淀粉改性PBS复合材料研究进展 7

1.5研究内容和方法 8

第二章实验部分 10

2.1实验原料及设备 10

2.2试样制备 11

2.2.1热塑性淀粉处理 11

2.2.2PBS/TPS复合材料制备 11

2.2.3制备力学性能测试样条 11

2.3性能测试与表征 11

2.3.1力学性能测试 11

第三章 结果与讨论 13

3.1聚丁二酸丁二醇酯/热塑性淀粉复合材料力学性能研究 13

3.2聚丁二酸丁二醇酯/热塑性淀粉复合材料吸水率研究 14

第四章结论与展望 15

4.1结论 15

4.2展望 15

参考文献 16

致谢 18

绪论

引言

近几年来环境污染问题越来越受到大众的注意，特别是当今世界传统塑料造成的环境污染人们愈发重视，因此科学家研究发明并且推广一些生物可降解聚酯塑料，这项研究是目前市面上解决处理此类环境污染问题的主要措施，生物可降解塑料一般只需要在水、阳光、微生物的条件下就会自行降解的材料，正因为有这个特点，可降解塑料是目前社会上迄今为止塑料中最有希望成为代替通用塑料材料的新型材料，从开始研究生物可降解塑料开始到如今2020年，脂肪族聚酯被大众科学家认为是一种完全可降解的复合材料^[1]。在如今的新环保材料脂肪族聚酯中，PBS相比其他的材料更便宜、非常不错的机械性能以及非常优异的耐热性等综合性能，受到当今世人们的疯狂关注。因此近年来诸多化学材料的学者科学家花费了大量的精力在热塑性淀粉在高聚物PBS中的改性应用。

1.2聚丁二酸丁二醇酯概述

1.2.1PBS的合成方法

PBS是社会上可常见也被广泛使用的的完全可生物降解脂肪族聚酯，一般由石油化石生物催化的方式获得，市面上也算是一种比较容易获得的高分子材料。PBS有着以下一些优势，如熔点更好，机械强度好，耐热性等性能突出，医药的运送和制备、组织工程支架、食品包装、人工器官等方面应用更为宽广，也有更好的发展前景。PBS是通过酯化聚合法合成，这里举例1，4-丁二酸（SA）和1，4-丁二醇单体，脱水去水分子聚合而成^[2]，此化学反应聚成过程1-1可见。

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