丙烯酸改性醋酸乙烯酯与淀粉复合物性能的研究

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随着塑料产量的迅速增长和一次性塑料的大量使用,塑料废弃物造成的环境污染(白色污染)越来越严重。因此,研制可生物降解塑料来代替普通非生物降解塑料已成为许多科学工作者努力的目标。 本课题采用丙烯酸(AA)改性醋酸乙烯酯(VAc),所得共聚物乳液再与淀粉共混制备新型的可生物降解塑料薄膜,主要研究了材料的力学性能,流变性能,热学性能和生物降解性能等。实验中采用种子乳液聚合的方式,比较确定了丙烯酸的用量范围,制备了丙烯酸含量分别为0%,2%,4%,6%,8%,10%的一系列丙—醋共聚乳液,乳化剂和引发剂的用量分别为单体的2.5%和0.7%,反应温度为80℃。分别选取不同AA含量的乳液与淀粉(质量百分比3∶1)共混以及AA含量为6%的乳液与不同含量淀粉(质量百分比分别为0%,20%,40%,60%,80%)共混,通过电镜观察,分析了乳液与淀粉分子问相互作用情况,研究了丙烯酸用量以及淀粉用量对薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水性、流变性能的影响及薄膜的生物降解性。研究结果如下: 1.从电镜照片可以看出加入丙烯酸后薄膜的相界面变得模糊,聚醋酸乙烯酯(PVAc)和淀粉的相容性变好,说明丙烯酸对醋酸乙烯酯和淀粉的结合起到了一定的作用;2.力学测试中共混物随着淀粉含量的增加断裂伸长率和拉伸强度都随之下降,因此淀粉是丙—醋共聚物的增强剂,而共聚乳液是淀粉良好的增塑剂,丙烯酸含量为10%时共混物具有良好的拉伸强度(6.6MP)和断裂伸长率(125%);3.采用毛细管流变仪测试了共混物的流变性,结果得出共混物的非牛顿指数均小于1,为切力变稀的非牛顿流体,随着共混体系中AA含量的增加,非牛顿指数呈减小趋势,粘度逐渐上升,丙烯酸含量为10%的样品对剪切应力的变化最敏感;4.DSC和TG测试结果只显示单一的玻璃化转变峰,而没有出现结晶熔融峰,说明淀粉在共混时,其结晶结构已被破坏;随着淀粉含量的增加,开始分解温度和最大分解温度呈现减小的趋势,最大失重δ_w增加。体系的稳定性随淀粉的增加而下降,随丙烯酸的增加而变好;5.将薄膜在腐殖土上放置10d—15d,试样表面微生物大量生长,覆盖率达60%以上,具有良好的生物降解性能。
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