生物可降解聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的加工改性研究.pdf

1、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種性能良好的脂肪族全生物降解材料，在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面具有十分重要的意義。但是，PBS具有結(jié)晶性，其結(jié)晶度的高低、結(jié)晶形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)的差異將影響PBS的性能，進(jìn)而影響其應(yīng)用。另外，PBS的分子量較低、熔融指數(shù)高、特性粘度低，在實(shí)際成型加工中存在較大的問(wèn)題：如不能用流延、吹塑等生產(chǎn)工藝進(jìn)行成型加工。并且PBS在化學(xué)合成制備過(guò)程中由于對(duì)體系壓力和溫度要求較大、生產(chǎn)成本較高，因此也在一定程度上限制了其在生物降

2、解材料領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。
　　 由于PBS存在上述不足之處，本論文分別從降低材料成本，提高PBS的力學(xué)性能和加工性能等方面對(duì)PBS進(jìn)行了相關(guān)改性。制備出PBS基糊化淀粉共混材料、MDI擴(kuò)鏈改性材料和PBS基改性淀粉納米晶復(fù)合材料。并對(duì)上述三種改性材料的性能進(jìn)行探討和研究。
　　 具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.首先將淀粉進(jìn)行糊化處理，以破壞淀粉的結(jié)晶區(qū)，使其成為無(wú)定形態(tài)，然后將糊化的淀粉干燥后與聚丁二酸丁二醇酯(

3、PBS)在密煉機(jī)中進(jìn)行共混，制備PBS基糊化淀粉復(fù)合材料。通過(guò)控制糊化淀粉的添加量，討論糊化淀粉的含量對(duì)PBS基淀粉復(fù)合材料的力學(xué)性能和熔融指數(shù)的影響。通過(guò)X衍射分析觀察淀粉的添加對(duì)PBS結(jié)晶性能的影響，結(jié)果表明：糊化淀粉的加入沒有改變PBS的晶形但是降低了其結(jié)晶度。并通過(guò)掃描電鏡對(duì)復(fù)合材料斷面的掃描觀察糊化淀粉與PBS的相容性。
　　 2.以4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)為擴(kuò)鏈劑對(duì)聚丁二酸丁二醇酯進(jìn)行擴(kuò)鏈改性研究，在

4、密煉機(jī)的作用下通過(guò)熔融共混制備擴(kuò)鏈改性PBS。采用紅外光譜分析證明擴(kuò)鏈劑MDI與PBS成功進(jìn)行了擴(kuò)鏈反應(yīng)，并對(duì)擴(kuò)鏈PBS進(jìn)行了熱性能分析。通過(guò)控制擴(kuò)鏈劑MDI的含量，討論擴(kuò)鏈劑含量對(duì)擴(kuò)鏈改性PBS的力學(xué)性能、熔融指數(shù)、粘度以及生物可降解性能的影響，結(jié)果表明：當(dāng)擴(kuò)鏈劑MDI添加量為1.5g時(shí)，擴(kuò)鏈效果最佳，繼續(xù)增加擴(kuò)鏈劑MDI的含量時(shí)，有效擴(kuò)鏈反應(yīng)降低，分子鏈間出現(xiàn)交聯(lián)，不利于擴(kuò)鏈改性：PBS的生物降解。
　　 3.通過(guò)2，4-甲

5、苯二異氰酸酯(TDI)與淀粉納米晶(NSt)在有機(jī)溶劑中的接枝反應(yīng)成功制備了TDI改性淀粉納米晶(NTSt)，并對(duì)改性淀粉納米晶進(jìn)行紅外光譜分析、X射線衍射分析、潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)和接觸角測(cè)試，結(jié)果表明：接枝反應(yīng)成功進(jìn)行，改性后的淀粉納米粒子具有親油，低表面能的特點(diǎn)。然后將NTSt與聚丁二酸丁二醇酯(PBS)通過(guò)熔融共混制備PBS/NTSt復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行紅外光譜分析、力學(xué)性能測(cè)試、熱性能分析和掃描電鏡測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NTSt可以均勻