木質素-聚乳酸復合材料的制備與性能研究.pdf

1、化石能源的枯竭和環(huán)境危機的加劇使得開發(fā)和利用生物質資源成為目前乃至今后的發(fā)展方向。生物質資源中，木質素是廣泛存在于植物細胞壁中的一種天然物質且儲量豐富，在自然界中的儲存量僅次于纖維素。長期以來，大量的木質素常被燃燒來產生能量或直接排放，這既產生大量的二氧化碳污染環(huán)境又是對資源的浪費。對木質素進行合理化高效應用，對環(huán)境和經濟都有積極意義。本論文將木質素用于聚乳酸這種目前唯一可商業(yè)化應用的高分子材料中來制備木質素/聚乳酸復合材料并研究其性能

2、。
　　木質素加入聚乳酸中，由于其與聚乳酸之間的界面結合作用差，復合材料的拉伸強度有大幅度的降低。但同時由于木質素對聚乳酸有異相成核細化晶粒的作用，木質素添加量低于10wt％時，可大幅度提高聚乳酸的沖擊韌性，當添加5wt％的木質素時，其沖擊強度提高了52.4％。
　　在研究木質素/聚乳酸復合材料的過程中發(fā)現(xiàn)基體與填料之間的相容性差，因而采用馬來酸酐接枝聚乳酸(MPLLA)和硅烷偶聯(lián)劑分別對木質素/聚乳酸復合材料進行增容改性研

3、究。
　　馬來酸酐接枝聚乳酸可有效改善Lignin/P LLA復合材料的相容性，表現(xiàn)為復合材料經改性后拉伸強度的提高。但由于在反應擠出制備馬來酸酐接枝聚乳酸的過程中，聚乳酸發(fā)生了不可避免的氧化降解，經MPLLA改性后的復合材料的拉伸強度提高不多且復合材料的斷裂伸長率稍有降低。由于在反應擠出過程中進行氮氣保護是不切實際的，可考慮對聚乳酸進行液相接枝馬來酸酐。
　　本論文研究了偶聯(lián)劑KH550，KH560和KH570對木質素/聚

4、乳酸復合材料的增容改性效果。偶聯(lián)劑KH550和偶聯(lián)劑KH560都可顯著改善聚乳酸基體和木質素之間的相容性;偶聯(lián)劑KH550改性的Lignin/PLLA復合材料強而韌，偶聯(lián)劑KH560改性的Lignin/P LLA復合材料更強而脆，偶聯(lián)劑KH570僅能改善木質素在聚乳酸基體中的分散性，對其力學性能的改善效果不明顯。由于偶聯(lián)劑KH550是可溶于水的偶聯(lián)劑，通過研究，本論文發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)劑KH550用水作溶劑和用乙醇或者水-乙醇溶液作溶劑對Lign