生物高分子材料聚羥基丁酸戊酸酯的改性研究.pdf

1、聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)(PHBV)是經由微生物發(fā)酵而成的熱塑性聚酯，因其具有良好的生物可降解性，同時具備氣體阻隔性，抗紫外性等特殊性能，有可能在未來替代現(xiàn)有的合成塑料。但與通用塑料相比，PHBV存在脆性大、熱穩(wěn)定性差、加工溫度區(qū)間窄等缺陷，使其應用受到一定限制。本文針對上述缺陷，首次通過溶液共混的方法分別引入聚丙二醇(PPG)，有機改性蒙脫土(OMMT)制備了PHBV/PPG及PHBV/PPG/OMMT復合材料，通過

2、X射線衍射測試(XRD)、透射電鏡測試(TEM)、示差掃描量熱分析(DSC)、掃描電鏡測試(SEM)、拉伸強度測試(Tensile Test)、偏光顯微鏡測試(POM)等手段對復合材料的性能進行了表征，并對兩種復合材料的熱學性能、力學性能及降解性進行了研究。
　　首先考察PPG、 OMMT添加量等因素對二元和三元復合材料性能的影響。實驗結果表明，二元和三元共混體系都具有一定的相容性，第二和第三組份的加入都引起了材料性能的較大變化。

3、
　　在PHBV/PPG二元共混體系中， PPG的加入可有效降低共混體系的熔點，體系的初始分解溫度上升，從而拓寬了材料的加工窗口。同時PPG的加入可以降低體系的結晶度，從而較大幅度地提高材料的斷裂伸長率，使復合材料塑性增加，但卻伴隨著一定程度拉伸強度的下降。較優(yōu)的二元復合材料中PPG質量分數(shù)為20％、分子量為1000，此時材料的初始分解溫度及分解溫度較純PHBV可分別提高25.88℃和15.36℃;材料的斷裂伸長率可提高415.2

4、3％，而拉伸強度卻下降了69.31％。而對于PHBV/PPG/OMMT三元復合體系，用SDS改性后蒙脫土內硅酸鹽層間距可由1.2nm增加到3.18nm，PHBV成功進入有機蒙脫土的片層間形成了部分剝離、部分插層的結構。隨著復合體系中OMMT含量的增加，材料的熱穩(wěn)定性先上升后下降，拉伸強度強度增大，斷裂伸長率略有降低，提升了材料的綜合性能。當三元體系中OMMT含量為3％時，復合材料的綜合性能最佳，此時材料的結晶度較二元體系增加了37.86

5、％，起始分解溫度升高了12.5℃，加工區(qū)間由112.4℃拓展到124.67℃;材料的拉伸強度提高了34.44％，斷裂伸長率下降了32.34％。
　　其次，本文對二元和三元復合材料的降解性能進行了實驗研究。結果表明，從添加的組分來看，PPG作為稀釋劑降低了體系的結晶度，導致了PHBV降解速度的加快;而OMMT一方面提高了體系的結晶度，另一方面插層結構減少了PHBV鏈段與介質的接觸面積，使PHBV的降解速率略有降低。當材料在土壤懸濁液