淀粉聚丙烯复合材料研究

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1、硕l：学位论文摘要随着“白色污染”的同趋严重及人们环保意识的不断提高，可生物降解的环．境友好材料越来越受到人们青睐，淀粉(ST)由于其广泛的来源，低廉的价格被认为是最具发展前景的生物降解材料之一，使得ST改性聚丙烯(PP)的研究也备受关注。由于ST与PP相容性差，严重阻碍了PP／ST复合材料的发展与应用，为了开发出低成本、性能优良的PP生物降解塑料，迫切需要找出一条简便易行制备环境友好材料的方法。为此，本论文开展了这方面的研究，主要内容如下：首先，对ST进行改性，采用双螺杆挤出机共混挤出，制备了P

2、P／ST复合材料，并对材料的性能进行表征。测试结果表明采用物理法改性ST对PP／ST体系强度与韧性都有一定改善，当改性剂(硅烷偶联剂、单甘酯)用量大于1．0wt．％时效果较明显，硅烷偶联剂(KH550、KH570)、单甘酯(GMS)处理ST，体系拉伸强度分别提高了19％、22％和12．8％，缺口冲击强度分别提高了21％、26％、16％；复合材料断面SEM照片表明两相相容性得到一定程度提高，ST在PP基体中的分散性得到改善；复合材料TGA曲线发现材料热稳定性稍微有所提高。采用化学方法改性的ST对PP

3、／ST复合材料强度与韧性都有较大提高，氧化、醋酸酯化、氧化酯化双变性改性ST，复合材料拉伸强度分别提高了约25％、20．5％、26％，冲击强度分别提高了26．4％、30％、24．6％；TGA表明，材料起始分解温度降低。其次，以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂，马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体，苯乙烯(St)为接枝共单体，对PP进行了熔融接枝改性。利用静态水接触角、单体接枝率、衰减全反射傅立叶变换红外光谱法(ATR．FTIR)对接枝PP进行分析表征。研究结果表明，添加极性

4、单体可有效降低制品表面水接触角；共单体St的加入降低了水接触角和提高了单体接枝率。当DCP、GMA和St用量分别为0．3wt．％、6．0wt．％和3．0wt．％时，制的接枝PP(PP．g．(GMA—CO．St))的单体接枝率最高为3．24％，比单独使用3．0wt．％GMA时提高了约2．5％。最后，我们采用接枝PP(PP．g．(GMA—CO—st))作为PP／ST体系的相容剂，考察接枝PP对PP／ST复合材料性能的影响。实验结果表明，接枝PP的加入比未加相容剂体系力学性能和热稳定性能有了明显的提高，

5、当接枝PP的加入量为15wt．％时，复合材料的拉伸强度提高了50％，缺口冲击强度提高了约70％。SEM分析结果表明，接枝PP的加入提高了体系两相的相容性，ST和PP之间已经没有了明显的相界面，基本上形成了均一体系。同时，我们也研究了在引发剂DCP存在下，使用GMA／St作为PP／ST体系的相容剂，通过双螺杆挤出“一步法”接II淀粉／聚丙烯复合材料研究枝就地增容，实现了ST的热塑化及ST与PP的复合，并对复合材料性能进行了表征。实验结果发现GMA／St“一步法”就地增容PP／ST与加入接枝PP相容剂

6、具有相似的效果，当GMA含量为2．0wt．％时拉伸强度为33．54MPa，缺口冲击强度为5．08KJ／m2，分别比不加相容剂体系提高了约50％和79％。“一步法"挤出简化了工序，节约了人力和时间成本。关键词：淀粉；聚丙烯；熔融接枝；复合材料：性能III硕十学位论文AbstractWiththeseriouslyincreasing”whitepollution”andthecontinuousimprovementinenvironmentalprotectionconsciousnessofpe

7、ople，thebio—degradableandenvironment—friendlymaterialsbecomemoreandmorefavorabletopeople．Becauseofitsrichsourceandlowprice．Starchisconsideredasthemostpromisingoneofbiodegradablematerials，thecompositeofstarch·filledpolypropylenealsoreceivesmuchconcern．

8、Thedevelopmentandapplicationofstarch—filledpolypropylenehasbeenseverelyprohibitedbythepoorcompatibilityofstarchandPP．InordertoexplorelowcostandbiodegradablePPplasticswithgoodproperties，ithasbeenanurgentdemandtofindaconvenientandfeasiblewaytopr