（化学工艺专业论文）聚碳酸亚丙酯的共混改性研究及复合薄膜材料的研制.pdf

l i l l 1ll l ll lll l li lllll y 17 9 8 9 12 海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 吝l 笔 1 日期：矽，o 年r 月日 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权海南大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属海 南大学。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文储签名：1 熬良 日期：7 a , l o 年r 月y 日 导师签名：协c 哆 日期：凇缸年譬月 6 日 本人已经认真阅读“c a l l s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论 文提交“c a l l s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中规定享受相关 权益。回意途塞逞窑后进卮：旦兰生i 旦= 生i 旦三生筮盔。 论文作者签名：玉1 絮寓 日期：吖扫年r 月) 6 日 导师签名： 日期：知p 年上月x 日 j i 善聚碳酸亚丙酯的热性能、力学性能和加工性能等性质。 采用熔融共混法制备了p p c 与p e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t ) e 等的共混 物，并采用套管上吹法将共混物吹塑成膜。通过d s c 、f i t r 、扫描电镜等手段系统研 究了配比对共混物体系热、力学性能、形貌的影响。d s c 结果显示共混物为部分相容 体系。电镜照片显示p e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t y p e 在p p c 中良好的分散。 共混物薄膜的力学性能较p p c 增强2 4 倍。p p c p e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t y p e 共混物可以获得力学性能佳的膜材料，改善p p c 材料的缺陷。 本文还以p p c 改性的两元配方为基础，筛选出不同的两元和三元配方进行吹膜实验 和中试试验。吹膜试验研究表明，p p c p e t g ，p p c p l a ，p p c t p u ，p p c t y p e ，p p c p b s ， p p c p h b v 等二元共混体系都有良好的加工性能和成膜性，造粒与吹膜过程相对较为流 畅，其中p p c p e t g ，p p c p l a ，p p c t p u 体系的吹膜性能与薄膜性能有良好的表现， 在相对长时间的吹膜过程中膜泡稳定，厚度均匀，且薄膜有较好的韧性。 p p c t p u p l a ，p p c e c o f l e ) ( i l a ，p p c p e t g e c o f l e x 等三元体系具有较二 元体系更优的加工性能，造粒与吹膜过程流畅，吹涨比高，成膜性好，吹膜速率高，膜 泡稳定，厚度均匀，拉伸强度高，韧性好，透明，干爽开口性好，连续生产稳定性好。 关键词：聚碳酸亚丙酯熔融共混改性薄膜生物降解 a b s t r a c t a l i p h a t i cp o l y c a r b o n a t es y n t h e s i s e db yc 0 2a n de p o x i d ei sak i n do fn o n - t o x i cp o l y m e r i th a sc e r t a i nm e c h a n i c a lp e r f o r m a n c ea n db i o d e g r a d a t i o np e r f o r m a n c e i tc a l lh e l pt o r e d u c i n gc 0 2e m i s s i o n , r e c y c l i n gc 0 2a n dp r o t e c t i n ge c o l o g i c a le n v i r o n m e n t b u tg l a s s t r a n s i t i o nt e m p e r a t u r e ( t 曲o fp o l y ( p r o p y l e n eo x i d ec a r b o n a t e ) ( p p c ) ，w h i c hs y n t h s i s e db y c 0 2a n dp r o p y l e n eo x i d e ( p o ) ，i sl o w e r t h ep o l y m e ri ss os o f tt h a ti t sp r o c e s s a b i l i t yi s a f f e c t e d t h ed e g r a d a t i o nr a t eo fp p ci sa l s os l o w i nt h i sp a p e r , t h ew o r kf o c u s e do nh o wt oe n h a n c et h ef u n c t i o n a l i t yo fp p c t h et h e r m a l p r o p e r t i e s ，m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dp r o c r e s sp r o p e r t i e so fp p cw e r ee n h a n c e db yb l e n d i n g 岍t 1 1p e t g ，p o l y l a c t i ca c i d ( p l a ) ，p o l y ( h y d r o x yb u t y r a t e c o h y d r o x y v a l e r a t e ) ( p h b v ) ， s i l i c o n er u b b e r ( t y p e ) ，p o l y s t y r e n e ( p s ) ，t p ur e s p e c t i v e l y b a s e do nt h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t s ，t h er e l a t i o nb e w t e e np o l y m e rm i c r o s c o p i cs t r u c t u r ea n dt h em a c r o s c o p i cp e r f o r m a n c e h a sd i s c u s s e db ym o l e c u l a rs i m u l a t i o n t h em a i nr e s e a r c hr e s u l t e sh a v eb e e ns u m m a r i z e da s f o l l o w s ： b i o d e g r a d a b l ec o m p o s i t e so f p o l y ( p r o p y l e n ec a r b o n a t e ) ( p p c ) b l e n d e d 谢t hp e t g 、p s 、 p l a ，p h b v ，t p u ，t y p ew e r ep r e p a r e di na ni n t e r n a lm i x e r a f t e rb l e n d i n gw i t h p e t g ， p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t y p e ，t h eb l o w i n gf i l mp r o c e s s a b i l i t y , t h e r m a ls t a b i l i t ya n d m e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f p p cw e r ei m p r o v e dl a r g e l y p p c p e t g ，p s 、p l a ，p h b v ，t p u ， t y p ef i l m sw e r ep r e p a r e di nt h et u b u l a rf i l mb l o w i n gp r o c e s ss u c c e s s f u l l y d s cd a t a s h o w e dt h a tt h e r ew a ss o m ed e g r e eo f m i s c i b i l i t yb e t w e e np p ca n dp e t g ，p s ，p l a ，p h b v ， t p u 、t y p e s e ms h o w e dg o o dd i s p e r s i o no f p e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t y p ep a r t i c l e s i n t op p cm a t r i xa tl o w e rc o n t e n t s i m p r o v e dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dt h e r m a ls t a b i l i t yo f p p c p e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、t p u 、t y p eb l e n d sw e r ea t t r i b u t e dt os t r o n g e ri n t e r f a c i a l i n t e r a c t i o no fp p c t h e s er e s u l t si n d i c a t et h a tb l e n d i n gp p c 、i t hp e t g 、p s 、p l a 、p h b v 、 t p u 、t y p ei sa ne f f i c i e n ta n dc o n v e n i e n tm e t h o dt oi m p r o v et h ep r o p e r t i e so fp p c ，a n dt h e f i l mo fc o m p o s i t e sc a nb eu s e da sac o m m o nb i o d e g r a d a b l em a t e r i a lf o raw i d ea p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：p o l y ( p r o p y l e n e o x i d e c a r b o n a t e )b l e n d i n g m o d i f i c a t i o nf i l m s b i o d e g r a d a b l e 海南大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1 绪 仑1 1 1 聚碳酸亚丙酯l 1 1 1 聚碳酸亚丙酯的性质1 1 1 1 1 脂肪族聚碳酸酯的结构与物性1 1 1 1 2 聚碳酸亚丙酯的力学性能2 1 1 1 3 聚碳酸亚丙酯的热学性能2 1 1 1 4 聚碳酸亚丙酯的生物降解性能3 1 2 聚合物共混改性g o000 3 1 2 1 聚合物共混改性方法4 1 2 1 1 聚合物共混改性方法4 1 2 1 2 聚合物共混改性意义0 00 o00 00 0 4 1 2 2 聚碳酸亚丙酯熔融共混改性研究5 1 2 2 1 聚碳酸亚丙酯与可降解聚合物熔融共混改性5 1 2 2 2 聚碳酸亚丙酯与非降解聚合物熔融共混改性7 1 2 2 3 聚碳酸亚丙酯无机粒子熔融共混改性8 1 3 聚碳酸亚丙酯加工方法与应用9 1 3 1 聚碳酸亚丙酯的加工方法9 1 3 1 1 挤出成型9 1 3 1 2 注塑成型9 1 3 1 3 吹塑及多层共挤成型9 1 3 1 4 热成型及吸塑成型9 1 3 2 聚碳酸亚丙酯的应用1 0 1 3 2 1 生物医用材料1 0 1 3 2 2 包装膜材料1 1 1 3 2 3 片材及发泡材料1 l 1 3 2 4 材料填充剂1 1 1 3 2 5 其他应用1 2 1 4 本课题的研究意义和内容l2 2 聚碳酸亚丙酯与p e t g 共混体系的研究1 3 2 1 实验部分1 3 2 1 1 主要试剂及仪器o o io oq oo oo ooo 1 4 2 1 2p p c p e t g 熔融共混1 5 2 1 3p p c p e t g 共混物形态与结构表征1 5 2 1 4p p c p e t g 共混物热性能表征q o oo060 0000 0o booo oo og bo 1 5 2 1 5p p c p e t g 共混物的力学性能表征o dao og 1 5 2 2 结果与讨论1 5 2 2 1p p c p e t g 共混物的d s c 1 5 2 2 2p p c p e t g 共混物的t g a 1 6 2 2 3p p c p e t g 共混物的s e m 1 7 2 2 4p p c p e t g 共混物的力学性能1 8 2 3 小结1 9 3 聚碳酸亚丙酯与ps 共混体系的研究2o 3 1 实验部分2 0 3 1 1 主要试剂及仪器2 1 3 1 2p p c p s 熔融共混2 1 3 1 3p p c p s 共混物形态与结构表征2 1 3 1 4p p c p s 共混物热性能表征2 1 3 1 5p p c p s 共混物的力学性能表征2 1 3 2 结果与讨论2 2 3 2 1p p c p s 共混物的d s c 2 3 3 2 2p p c p s 共混物的t g a 2 3 3 2 3p p c p s 共混物的s e m 2 3 3 2 4p p c p s 共混物的力学性能2 4 3 3 小结2 5 4 聚碳酸亚丙酯与p l a 共混体系的研究2 6 4 i 实验部分2 6 4 1 i 主要试剂及仪器q 0 00000 0000 2 6 4 1 2p p c p l a 熔融共混2 7 i v 海南大学硕士学位论文 4 1 3p p c p l a 共混物形态与结构表征2 7 4 1 4p p c p l a 共混物热性能表征2 7 4 1 5p p c p l a 共混物的力学性能2 7 4 2 结果与讨论2 7 4 2 1p p c p l a 共混物的d s c 2 7 4 2 2p p c p l a 共混物的t g a 2 8 4 2 3p p c p l a 共混物的s e m 2 9 4 2 4p p c p l a 共混物的力学性能3 0 4 3 小结3 l 5 聚碳酸亚丙酯与ph bv 共混体系研究32 5 1 实验部分3 2 5 1 1 主要试剂及仪器3 2 5 1 2p p c p h b v 熔融共混3 3 5 1 3p p c p h b v 共混物形态与结构表征3 3 5 1 4p p c p h b v 共混物热性能表征3 3 5 1 5p p c p h b v 共混物的力学性能3 3 5 2 结果与讨论3 3 5 2 1p p c p h b v 共混物的d s c 3 3 5 2 2p p c p h b v 共混物的t g a 3 5 5 2 3p p c p h b v 共混物的s e m 3 6 5 2 4p p c p h b v 共混物的力学性能3 7 5 3 小结3 8 6 聚碳酸亚丙酯与t pu 共混体系研究39 6 1 实验部分3 9 6 1 1 主要试剂及仪器4 0 6 1 2p p c t p u 熔融共混4 0 6 1 3p p c t p u 共混物形态与结构表征4 0 6 1 4p p c t p u 共混物热性能表征4 0 6 1 5p p c t p u 共混物的力学性能4 0 6 2 结果与讨论4 0 6 2 1p p c t p u 共混物的d s c 4 0 v 6 2 2p p c t p u 共混物的t g a 4 l 6 2 3p p c t p u 共混物的s e m 4 2 6 2 4p p c t p u 共混物的力学性能4 3 6 3 ，j 、结4 4 7 聚碳酸亚丙酯与t y p e 共混体系研究4 5 7 1 实验部分4 5 7 1 1 主要试剂及仪器4 6 7 1 2p p c t 砸熔融共混4 6 7 1 3p p c t y p e 共混物形态与结构表征4 6 7 1 4p p c t y p e 共混物热性能表征4 6 7 1 5p p c t y p e 共混物的力学性能4 6 7 2 结果与讨论4 6 7 2 1p p c t y p e 共混物的d s c 4 6 7 2 2p p c t y p e 共混物的t g a 4 7 7 2 3p p c t y p e 共混物的s e m 4 9 7 2 4p p c t y p e 共混物的力学性能5 0 7 3 小结5 1 8 聚碳酸亚丙酯共混改性体系的吹膜研究5 2 8 1 实验部分5 2 8 1 1 主要试剂及仪器5 2 8 1 2p p c 共混物与薄膜的制备5 2 8 1 3p p c 共混物膜的力学性能表征5 2 8 2 两元共混体系吹膜研究5 3 8 3 三元共混体系吹膜研究5 4 8 3 中试吹膜实验及制袋5 6 总结6 1 参考文献6 2 硕士期间发表的论文6 7 弱【谢6 8 海南大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 聚碳酸亚丙酯 h 廿壬 而侧基的不同则影响聚合物的性能。侧基增大，一方面使得分子的刚性增加，位阻增大， 导致t g 、t m 、静强度等升高，韧性降低；另一方面又减弱分子间的作用力，使得t g 、 t m 、静强度等降低。对特定的a p c 而言，这两个方面的综合作用决定了聚合物的性能。 另外侧基对p p c 的热、氧稳定性也有影响b 1 。p p c 自身具有良好的阻气性和透明性，使 其在隔氧材料和包装保鲜材料等方面也有较好的应用潜力h 1 。 1 1 1 2 聚碳酸亚丙酯的力学性能 拉伸性能是高分子材料力学性能中最重要、最基本的性能之一。表示高分子材料拉 伸性能的指标有应变、应力、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和屈服点，其中拉伸强 度和断裂伸长率最为常用。p p c 是非晶结构，分子链柔性较大，链间相互作用力小。p p c 的拉伸强度为1 5 m p a ，断裂伸长率为7 5 6 。( g b t1 0 4 2 1 9 9 2 ) 1 1 1 3 聚碳酸亚丙酯的热学性能 醚键的存在使得p p c 的主链段容易绕醚键发生内旋转，增加链的柔性，因此玻璃化 温度较低，d s c 测试p p c 无熔融温度。p p c 的热稳定性较差，这是由于分子链上含有酯 基和端羟基。这些官能团的存在使其较易水解。p p c 的加工窗口很窄，在1 8 0 以上容 易发生降解反应，必须控制在1 4 0 1 6 0 加工，否则会造成p p c 热分解。为了拓宽其加 工窗口，通过封端、共混和可控交联等方法提高p p c 的热稳定性。 1 1 1 4 聚碳酸亚丙酯的生物降解性能 酯基的存在使得p p c 具有一定的生物降解能力。方兴高等利用土埋法，研究了p p c 的生物降解性能。结果表明，p p c 在自然环境条件下可以生物降解，降解主要发生在聚 合物的表面，降解速度随着聚合物的分子量升高而降低，降解过程中聚合物分子量基本 不变。国家塑料制品质量监督检验中心采用受控堆肥实验方法，对p p c 发泡材料进行 生物降解实验。实验引用国家标准g b t1 9 2 7 7 2 0 0 3 ，在模拟的需氧堆肥条件下，通过 测定其排放二氧化碳量来确定最终需氧生物分解能力，其中培养土来自稳定的、腐熟的 堆肥，参比材料为纤维素，实验温度为5 8 。结果显示4 5 天生物分解率为2 8 2 ，9 0 天生物降解率为4 9 9 。 1 2 聚碳酸亚丙酯的共混改性 1 2 1 聚合物共混改性方法 1 2 1 1 聚合物共混改性方法 聚合物共混物( ( p o l y m e rb l e n d s ) 是指两种或两种以上均聚物或共聚物的混合物。聚 合物共混改性是将性质不同的聚合物材料通过人为的方法，经混合、分散操作，使材料 在力学、热学、流变学及其它方面的性能得以改变，从而制得与原组分性能不同的聚合 物共混物【2 7 1 。聚合物共混改性为高分子材料科学的发展提供了新的研究方向。在短短 的几十年里，共混改性的理论研究取得了一系列研究成果，如相容性理论、形态结构的 控制、相分离动力学、共混物的界面设计及增韧机理等。有限元分析、宏观和微观力学、 2 海南大学硕士学位论文 计算机模拟等方法的引入，为揭示共混物结构与性能之间的关系提供了一个有力的武器 3 0 - 3 4 。同时，共混改性的方法也大大改进，反应挤出技术、互穿聚合物技术、动态硫化 技术、固态剪切挤塑技术及分子复合技术等方法层出不列”，3 6 】。 制备聚合物共混物的方法主要有三大类，重点阐述机械共混法中的熔体共混法。 1 、机械共混法，又称物理共混法，是依靠物理作用将各聚合物组分在混合设备，如高 速混合机、双辊混炼机、挤出机、密炼机中均匀混合而得到聚合物共混物，如图1 2 。 从物料形态分类，物理共混法包括：粉料共混法；熔体共混法；溶液共混法；乳液共混 法四类。 2 、共聚一共混法，这是制备聚合物共混物的化学方法，又有接枝共聚一共混法和嵌段共 聚一共混法。 3 、互穿网络聚合物( i p n ) 技术，是一种以化学法制备物理共混物的方法。 液共混是将原料各组份加入共同溶剂中( 或将原料高聚物组分分别溶解，再混合) 搅拌溶解混合均匀，然后加热蒸出溶剂或加入非溶剂共沉淀，使获得高聚物共混物。此 法在共混时要使用大量溶剂和特殊要求的设备，不适用于工业生产，主要用于实验室中 以制备研究用试样哺，。 f i g 1 - 2p r o c e s so fm e l t b l e n d i n g 图1 2 熔融共混工艺流程 研究聚合物共混时，考虑两相体系混合后的分散状态和聚集态是十分重要的。虽然 热力学相容性指示了在一定温度、压力下，相转变发生的内在可能性，而两相体系混合 后的分散状态和聚集态涉及到动力学问题。溶液法共混可以把动力学问题影响降到最 低，实验室采用的溶液法制试样可以为工业生产做可行性保证。 1 2 1 2 生物降解聚合物介绍 加入亲水性好、热稳定性高的聚合物来提高p p c 的亲水性、热性能，如聚乙二醇 ( p e g ) ；加入结晶型、液晶型聚合物来提高p p c 的热性能和力学性能，如结晶型的聚 乳酸( p l a ) 、聚p 羟基丁酸酯( p h b ) 、聚( 3 羟基丁酸酯c o 3 羟基戊酸酯) ( p h b v ) 、 聚羟基丁酸酯c o 羟基己酸酯( p h b h h x ) 、聚氧化乙烯( p e o ) 和半刚性热致性液晶型 的乙基纤维素( e c ) 。 p e g 是由环氧乙烷聚合而成的相对分子质量小于2 0 0 0 0 的线性高分子，它具有良 好的亲水性，而且它的热稳定性高于p p c 。p e g 与p p c 的共混来提高p p c 的亲水性、 热性能。卢凌彬等【6 】发表了专利( c n1 0 1 3 4 8 6 0 5 a ) ，用p p c 和p e g 共混制备了一种可 降解脂肪族聚碳酸酯复合薄膜材料。张亚男掣7 】通过溶液共混法实现p p c 与p e g 的共 混，提高p p c 的热性能。研究结果表明，两者之间没有发生化学反应，为简单物理共 混，相容性较好，而且共混物的亲水性随着p e g 组分的增加而增强。共混物的疋和热 分解温度( t a ) 都比p p c 高，分别为5 1 和4 1 0 。 p l a 是无毒可降解的硬质材料，具有良好的机械性能、透明性、耐热性、化学稳 定性、成纤性和热塑性，可用于包装材料、纤维和非织造物等。将p l a 与p p c 共混既 可以提高p p c 的热性能和力学性能，又能保证材料的柔韧性和生物降解性能。卢凌彬 等【8 】发表了专利( c n1 0 1 3 4 8 6 0 6 a ) ，将p l a 与p p c 共混制备复合薄膜材料。王淑芳等 网制备了共混物p p c p l a ，随着p p c 含量的增加，共混物的拉伸强度和杨氏模量降低； p p c p l a 有一定的相容性，p p c p l a 共混物为部分相容的共混体系。 p h b 是由细菌发酵产生的一类热塑性聚酯，具有完全的生物可降解性、生物相容 性，它的力学强度和模量与聚丙烯相当。杨冬芝等【lo 】制备了p h b 和p p c 的共混物。随 着共混物中p h b 含量的增加，共混物拉伸强度增大，p p c 的加入可明显改善材料脆性， 断裂伸长率增大。通过结晶和形貌分析，少量p p c 可以抑制p h b 的结晶，降低p h b 的熔点，从而拓宽了其熔融加工窗口。 p h b v 是在p h b 发酵过程中加入3 羟基戊酸单元( h v ) 而生成的，具有比p h b 更好的韧性和更宽的加工窗口。陶剑等【l l j 制备了不同配比的共混物p p c p h b v ，尽管 p p c p h b v 是不相容的，但是通过加入p h b v ，p p c 的热稳定性得到了提高。 p h b h h x 一种具有良好强度和韧性的生物可降解高分子材料，可作为组织工程心 脏瓣膜支架的选择材料之一。但其生物相容性尚不甚理想，p p c 与p h b h h x 共混能够 提高p h b h h x 的生物相容性。z h a n g 等【1 2 】制备了p p c p h b h h x 共混薄膜，p p c 的加入， p h b h h x 的晶体结构没有发生变化，但是结晶性能降低了；薄膜的力学性能有了很大 的提高；薄膜的润湿性、纤维连接蛋白吸附及兔主动脉平滑肌细胞粘附( 平滑肌细胞) 与p h b h h x 薄膜相似或更好。 p e o 为结晶态，而p p c 是无定形态，p p c 的加入抑制了p e o 的结晶，增加了无定 形p e o 的含量，应用于制备聚合物电解质膜。禹筱元等【l3 】以p p c 和p e o 为基体材料， 制备了p e o p p c 复合聚合物电解质( c p e ) 膜。无定形p p c 的引入，降低c p e 膜的以、 彳和c p e 膜中p e o 的五；随着p p c 含量的增加，c p e 膜的。先增加，后减小。 e c 是一种半刚性热致性液晶，热稳定性好，具有热塑性。乙基赋予e c 侧链柔性、 溶致性和热致性；葡萄糖单元赋予e c 耐热性和半刚性。利用e c 这些特点来提高p p c 的乃和热稳定性。张志豪等1 1 4 1 制备马来酸酐封端共混物( p p c m a ) e c 。共混物存在 单一疋揭示p p c m a 和e c 在非晶区相容。富e c 共混物的固相液晶相转变温度和液 4 海南大学硕士学位论文 晶相各向同性态转变温度和转变焓均随e c 含量增加而增加。在富p p c m a 共混物中， e c 含量每增加1 0 ，质量损失为5 时的温度增加值以质量比为9 0 ：1 0 的p p c m a e c 共 混物为最大。 1 2 2 聚碳酸亚丙酯的熔融共混改性 熔融共混也叫熔体共混，此法可将共混所用高聚物组分在它们的粘流温度以上用混 炼设备制取均匀的高聚物共熔体，然后再冷却，粉碎或造粒的方法。 熔融共混的聚合物原料在料度大小及粒度均一性方面要求不严格，所以原料准备操 作较简单；熔融状态下，异种聚合物分子之间扩散和对流激化，加之混炼设备的强剪切 分散作用，使得混合效果显著，共混物料成型后，制品内相畴较小；在混炼设备强剪切 作用下，导致一部分聚合物分子降解并可形成一定数量的接枝或嵌段共聚物，从而促进 了不同聚合物组分之间的相容1 5 j 。 1 2 2 1p p c 与可降解聚合物共混改性 p p c 可以与人工合成的降解聚合物共混，如p l a 、聚琥珀酸丁二酯( p b s ) 、p h b v 、 p c l 等；也可以与天然产物大子相复合，如淀粉、纤维素、甲壳素等。 沈阳化工学院富露祥等l l5 j 将p l a 与p p c 熔融共混，制备了完全生物降解塑料 p l a p p c 合金。研究结果表明，在高温熔融共混过程中，p l a 与p p c 之间发生了酯化 反应和酯交换反应，p p c 破坏了p l a 的结晶性；p p c 的加入使体系拉伸强度下降幅度 不大，断裂伸长率升高到2 3 8 ，共混体系的黏度亦随着p p c 的加入逐渐增大，同时 在一定的温度范围内，提高切应力也会使体系黏度下降。m a 等i l6 】研究了p l a p p c 的 相容性，研究结果表明p l a p p c 是部分混溶，很大程度上时相容的。而且相容性程度 高导致了共混物的疋和的提高。 b s 力学性能优异，耐热性能好，热变形温度和制品使用温度可以超过1 0 0 。其 合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，p b s 是目前世界公认 的综合性能最好的生物降解塑料。周庆海等【1 7 】制备了p p c p b s 共混物和p p c p b s 邻苯 二甲酸二烯丙酯( d a o p ) 增塑共混物。研究结果表明，p p c p b s 共混物为不相容体系， p p c 对p b s 结晶行为影响很小，但p b s 的加入可以提高共混物的热稳定性；d a o p 加 入起到了增塑剂的作用，降低了共混物的咒，扩大了p p c p b s 共混物的使用温度范围。 p h b v 是由细菌发酵生物合成技术生产的热塑性脂肪族聚酯，具有优异的生物降解 性能和生物相容性，且力学性能优异。但由于其结晶成核密度低、速度比较慢易生成大 尺寸晶球，从而导致p h b v 具有脆性断裂性。长春应化所李静，刘景江等【l8 】制备了 p p c p h b v 共混材料。选择p p c 同p h b v 共混，降低p h b v 结晶度，减小球晶尺寸， 有效地增韧p h b v 。后来，他们通过反应型共混和机械共混制备了p p c p h b v 共混物i l9 1 ， 对共混物的混溶性、化学结构、热行为、结晶、形貌、力学性能进行了研究。研究结果 表明，p p c 的引入阻碍了p h b v 的结晶，而且明显改变了形貌。这些现象在反应型共 混尤为明显。 淀粉是一种可再生天然高分子，具有来源丰富且价格低廉的特点，在生物降解塑料 的开发中淀粉具有重要地位和广阔应用前景。 于昊等【2 0 】制备了p p c 玉米淀粉共混物。共混体系在相容剂和助剂的作用下，整个 结构处于部分相容状态，具有较好的力学性能和微观形态。 富露祥等【2 1 】制备了淀粉p p c 马来酸酐酯化淀粉完全生物降解塑料，制备了马来酸 酐酯化淀粉，马来酸酐酯化淀粉的最佳反应条件为3 5 下，p h = 8 的条件下反应l h 。马 来酸酐酯化淀粉的使用提高淀粉p p c 两相间的粘接性，提高了共混体系的相容性，提 高了共混体系的力学性能。 l u 等【2 2 】制备了p p c 淀粉复合材料，对该复合材料的生物降解性和热稳定性进行了 研究，发现淀粉的加入加速了p p c 的降解，而且该复合材料的降解过程分三个阶段， 含淀粉高的该复合材料在第二个阶段呈现较高的失重。 m a 等【2 3 】制备了p p c 甘油塑化热塑性干淀粉( g p t p s ) 复合材料，研究了琥珀酸酐 ( s a ) 的加入，对复合材料的形貌、热性能、动态力学性能的影响。结果表明，s a 能 够促进p p c 与g p t p s 得界面粘连，提高复合材料的热稳定性以及增强复合材料的力学 性能。 g e 等【2 4 】制备了p p c 未改性的玉米淀粉复合材料，用未改性的廉价玉米淀粉来增强 p p c ，从而开发一种制备一种全降解的、具有价格优势的、力学性能好的复合材料的方 法。 p e n g 等t 2 5 】将细化的玉米淀粉与p p c 共混，研究结果发现p p c 的上的氧与淀粉上的 氢形成氢键，随着共混物中淀粉含量的增加，共混物中p p c 的砭也有提高。共混物拉 伸性能测试结果进一步说明了p p c 与淀粉之间具有较好的界面粘接作用。 纤维增强聚合物复合材料是从2 0 世纪初开始发展起来的，当前多数复合材料中所 用的纤维和树脂具有不可生物降解性，当它们被使用后废弃时将对环境带来危害。而具 有价格低廉、密度小，具有较高的拉伸强度和模量等优点的天然植物纤维作为增强材料 的潜在优势越来越引起人们的关注。 苎麻中纤维素含量高达7 5 ，其力学性能是麻纤维中最好的，具有高强低伸( 拉伸 强度8 7 0m p a ，断裂伸长率1 2 ) ，尤其是比强度接近玻璃纤维【2 6 1 。万春杰等【2 7 】采用苎 麻纤维和p p c 制备了可降解复合材料，发现碱处理可使苎麻纤维表面发生部分刻蚀而 变得粗糙，有利于苎麻纤维与p p c 树脂表面的粘和，拉伸强度和冲击强度有了明显提 高，在纤维长度为6m m 以内，随纤维长度增加，复合材料的力学性能明显提高，但当 纤维长度超过6m m 时，复合材料的力学性能开始降低。 l i 等【2 8 】用短的天然纤维h i l d e g a r d i ap o p u l i f o l i a 与p p c 共混，研究结果表明，复合 材料的硬度和拉伸强度随着纤维含量的增加而显著增加，但是断裂伸长率和断裂所需的 6 海南大学硕上学位论文 能量却显著下降。短纤维的加入，热氧稳定性只有轻微的提高。 g e 等f 2 9 】用木粉填充p p c 制备复合材料，研究发现木粉在提高拉伸强度和硬度方面 具有重大影响，复合材料含有木粉1 0 砒时拉伸强度最大增量为1 6 。0 ，而且木粉的 加入，显著的提高了复合材料的热稳定性。 1 2 2 2p p c 与非降解聚合物共混改性 乙烯乙烯醇共聚物( e v o h ) 是一种链状结构的结晶性聚合物，集乙烯聚合物良 好的加工性和乙烯醇聚合物的极高的气体阻隔性于一体，是一种新型的阻隔材料。另外， e v o h 的透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常的优 异，同时在高性能阻隔树脂中热稳定性最高。中山大学的孟跃中等【3 0 】制备了p p c e v o h 复合材料。研究结果表面，p p c 与e v o h 具有很好的界面混溶性，它们之间存在一定 程度的氢键作用；e v o h 含量大于3 0 时，p p c e v o h 的拉伸强度随着e v o h 的含量 的增加而增加，p p c 与e v o h 形成连续相；e v o h 得加入，p p c e v o h 的乃比p p c 大 有提高，且只有疋，说明p p c 与e v o h 具有很好的相容性。 选择价廉的、力学性能和加工性能都优良的聚苯乙烯( p s ) 树脂用作p p c 的增强 材料既达到了对p p c 增强改性的目的，又大大降低了p p c 的应用成本。庞买只等1 3 l 】制 备了p p c p s 复合材料，研究结果表明，当p s 含量达到3 0 之后，拉伸强度和弹性模 量都随着p s 含量的增加而急剧增大；在p s 含量小于5 0 时，材料仍保持着较大的断 裂伸长率。p s 的引入使得p p c 的提高了1 0 c - 1 5 c ，体系的正，d 提高了将近 8 0 ，从而提高了复合材料