论文总字数：16589字

摘 要

随着人们越来越多地关注环境污染问题，生物降解复合材料成为人们研究的焦点。

本文主要研究了含有不同含量的扩链剂以及单向拉伸对聚乳酸（PLA）/聚碳酸亚丙酯（PPC）/云母复合材料体系的氧气阻隔性能的影响。

本论文主要工作：在PLA/PPC/云母复合材料体系中加入不同含量的扩链剂；将这些原材料用双螺杆挤出机共混后挤出造粒，之后用平板硫化机对粒子进行压片。通过电子万能试验机、气体渗透仪、差示扫描量热仪等对样品进行分析，得出了以下结论：PLA/PPC/云母/扩链剂配比为60/40/3/0.9时综合性能是最优的；在熔融状态的情况下，扩链剂分子链上与PLA分子链之间会形成轻度的交联网状结构，这就可以使得PLA的结晶性能会有所降低；扩链剂的加入在降低了PLA的拉伸强度的同时，还使得其断裂伸长率得到了显著地提高。此外，扩链剂的存在，也带来一些不好的影响。如使得PLA的熔体流动速率、冷结晶温度和结晶度呈现显著的下降趋势。

关键词：PLA PPC 断裂伸长率 拉伸强度 氧气阻隔性能

Study on Oxygen Barrier Properties of PLA/PPC Composite System

Abstract

As people pay more and more attention to environmental pollution problems, biodegradable composite materials have become the focus of research.

.In this paper, the effects of different amounts of chain extenders and uniaxial stretching on the oxygen barrier properties of polylactic acid (PLA)/polypropylene carbonate (PPC)/mica composite systems were investigated.

The main work of this thesis is to add different content of chain extender in PLA/PPC/mica composite system; these raw materials are blended by twin-screw extruder, extruded and granulated, and then the tablets are pressed by flat vulcanizing machine. . The samples were analyzed by electronic universal testing machine, gas permeation instrument, differential scanning calorimeter, etc., and the following conclusions were obtained: the comprehensive performance of PLA/PPC/mica/chain extender ratio is 60/40/3/0.9. It is optimal; in the molten state, a slight cross-linking structure is formed between the molecular chain of the chain extender and the PLA molecular chain, which can reduce the crystallization property of PLA; The addition of the tensile strength of the PLA is also reduced, and the elongation at break is also significantly improved. In addition, the presence of chain extenders also has some bad effects. For example, the melt flow rate, cold crystallization temperature and crystallinity of PLA are significantly decreased.

Key words: PLA; PPC; Elongation at break; Tensile Strength; Oxygen barrier performance

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 聚乳酸的结构与性能 1

1.2.1 聚乳酸的结构 1

1.2.2 聚乳酸的性能 2

1.3 关于聚乳酸的共混改性 2

1.3.1 PLA/PPC体系的改性研究 3

1.3.2 PLA/PBS体系的改性研究 5

1.3.3 PLA/PCL体系的改性研究 5

1.3.4 PLA/PBAT体系的改性研究 6

1.3.5 PLA/PHB体系的改性研究 7

1.3.6 聚乳酸/聚乙烯的改性研究 7

1.3.7 PLA/OMMT体系的改性研究 7

1.4 本文研究的内容和意义 8

第二章 实验部分 9

2.1 实验原料 9

2.2 实验仪器设备 9

2.3 实验步骤 9

2.4 性能测试 10

2.4.1 差示扫描量热（DSC）测试 10

2.4.2 氧气透过率测定 11

2.4.3 力学性能测试 11

2.4.4 扫描电子显微镜（SEM）测试 11

第三章 实验结果与分析 12

3.1 DSC分析 12

3.2 氧气透过率分析 14

3.3 拉伸性能分析 14

3.4 SEM分析 16

第四章 结论 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1 概述

随着二氧化碳引起的空气污染、化石燃料的资源短缺和废弃高分子材料的焚烧等问题越来越严重，人们希望寻找出一种能够代替现行的不可被降解的生物降解材料^[1]，它不仅价格低廉、对自然环境没有污染，还要能很大程度地被回收利用。化学合成型生物降解复合材料不仅能够使用大自然中已有的或者是人工合成的各类单体来制成高分子材料，而且可以利用化学作用将材料的主链结构进行改动，然后去控制它的结构物性。化学合成型生物降解复合材料如今常有的肪族聚酯共聚物主要有PCL、PLA等。其中，聚乳酸（PLA）自己本身带有生物相容性较好、机械性能较均衡等这些特点较突出，被认为是石油基高分子材料最有潜力的代替品。因此，在学术研究与工业开发上，PLA成为人们重点关注的高分子材料。现阶段的PLA由于自身存在冲击性能差、氧气阻隔性能差、熔体强度低、结晶速度慢等缺点，这些缺点使其应用范围受到一定的限制^[2]。

1.2 聚乳酸的结构与性能

1.2.1 聚乳酸的结构

图1.1是PLA的分子式^[3]，从图中很明显的可以知道：（1）乳酸构成其结构单元，较低分子量的PLA解聚时可以得到乳酸；（2）侧链上存在甲基^[4]。

图1.1 聚乳酸的分子结构图

1.2.2 聚乳酸的性能

1.结晶性能

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