纤维素醋酯酯接枝聚乳酸的制备与性能研究
随着石油资源日趋枯竭和环境污染的日益严重，纤维素基降解材料的开发越来越受到人们的重视。纤维素是自然界最丰富的可再生天然资源，纤维素纤维具有吸湿透气、生物降解等优良性能。目前，再生纤维素纤维主要通过湿法纺丝制备。相对于湿法纺丝，熔融纺丝具有工艺流程简单、生产效率高、环境负荷小、断面可设计性等优势。因此，利用熔融纺丝制取生物降解纤维素纤维，具有重要意义，而目前热塑性衍生物大多存在粘度高，热加工窗口窄等问题。
本文利用丙交酯开环聚合接枝纤维素醋酸酯制备了热塑性纤维素醋酸酯接枝聚乳酸共聚物(CDA-g-PLAs)，利用FTIR、1H-NMR、GPC等测试对其结构进行了表征，结果表明聚乳酸侧链被接枝到纤维素醋酸酯主链上，接枝密度范围0.2-0.7，接枝链长度6-12，通过原料质量比、反应时间和反应温度等因素可控制产物接枝率、结构等。论文进一步研究了制备CDA-g-PLAs的双螺杆反应挤出工艺，研究表明产物为纤维素醋酸酯与聚乳酸接枝共聚物，双螺杆剪切力的施加有利于提高反应均匀性、反应优化，提高接枝效率。
论文利用热熔成膜方法制备了CDA-g-PLAs膜，利用DSC、TG-DTG、XRD、DMA、接触角和机械拉伸等手段对其热性能、结晶性能、亲水性、机械性能等进行了研究，结果表明：不同接枝结构的CDA-g-PLAs共聚物熔点约为135-145℃，热分解温度高于290℃，具有较宽的热加工窗口；随着聚乳酸接枝链长度和密度的增加，CDA-g-PLAs共聚物结晶度、韧性和刚性增大，亲水性有一定程度下降。利用毛细管流变仪对CDA-g-PLAs流变性能进行了研究，结果表明CDA-g-PLAs共聚物为假塑性流体，具有较高的粘流活化能(Eη)，随着接枝链长度和密度的增加，流体的表观粘度(ηa)减小，稠度系数(K)、结构粘度指数(△η)增加。
论文进行了CDA-g-PLAs的熔融纺丝初步研究，结果表明在180℃下，纺丝可行性良好，扫描电镜观察纤维表面光滑，具有熔纺纤维特征，纤维刚性大，具有结晶度高、高模量和较好的力学性能等特性。
- 作者：
- 邓文键
- 学位授予单位：
- 天津工业大学
- 专业名称：
- 纺织材料与纺织品设计
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 庄旭品
- 中图分类号：
- TQ316.343；TQ342.91
- 关键词：
- 纤维素醋酸酯；聚乳酸；接枝共聚；热塑性衍生物；流变性；熔融纺丝
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