加工条件对聚乳酸_成核剂复合材料结构和性能的影响-毕业设计

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2016年05月27日

I加工条件对聚乳酸/成核剂复合材料结构和性能的影响

摘要

﹕聚乳酸(PLA)是一种应用广泛的生物可降解聚合物材料，其性能强烈依赖于成

型加工中所施加的加工条件如温度、注塑速率、成核剂的添加等。本文用熔融共混法

制备出成核剂（TMB-5）质量分数分别为0%和0.15%的聚乳酸/TMB-5复合粒料，将其

分别放入注塑机中，在注塑机中设置不同的参数（注塑温度195℃注塑速率分别为10％、

30％、50％、70％、90％或者注塑速率为50％注塑温度分别为180℃、195℃、210℃）

注塑出标准力学测试样条。分别用冲击、弯曲、拉伸测其力学性能，并用维卡软化点

测试仪测其热性能。在POM（偏光显微镜）下观察其造粒内部结构、成核剂的分布状

况以及聚乳酸的结晶过程。建立加工-结构-性能之间的关系。发现相同加工条件下

TMB-5质量分数为0.15%的聚乳酸/TMB-5复合材料比TMB-5质量分数为0%的聚乳酸

/TMB-5复合材料结晶更快、结晶程度更高、热性能更好，但是相对的冲击强度、弯曲

强度以及拉伸强度更低。

关键字：

加工条件；聚乳酸；成核剂；性能

Abstract

:Polylactide(PLA)isawidelyusedbiodegradablepolymermaterial.Its

propertiesarestronglydependentontheappliedprocessingconditionssuchastemperature,

injectionspeedandadditionofnucleatingagent.IncurrentstudyPLA/nucleatingagent

(TMB-5)withTMB-5concentrationof0%and0.15%compositepelletsareprepared

throughmeltblending.Thepelletsareputintotheinjectionmoldingmachinetoprepare

standardmechanicaltestingspecimensunderdifferentprocessingconditions(i.e.,under

injectionmoldingtemperatureof195ºC,injectionspeedsare10%,30%,50%,70%and

90%,respectively;orunderinjectionspeedof50%,injectiontemperaturesare180,195and

210ºC,respectively).Themechanicalpropertiesaretestedbyimpact,bendingandtensile

experiments.ThethermalperformanceismeasuredbyVEKAsofteningpointtester.Under

thepolarizingopticalmicroscope(POM),theinternalstructureofspecimens,the

IIdistributionofnucleatingagentandthecrystallizationprocessofpolylactideareobserved.

Therelationshipbetweenprocessingstructurepropertiesisestablished.Underthesame

processingconditionsPLA/TMB-5compositewithTMB-5massfractionof0.15%exhibits

fastercrystallization,higherdegreeofcrystallinityandbetterthermalperformance,but

relativelylowerimpactstrength,flexuralstrengthandtensilestrengththanthatwithTMB-5

massfractionof0%.

Keywords:

Processingconditions;Polylactide;Nucleatingagent,Performance

目录

摘要.................................................................................................................................................

I

Abstract...........................................................................................................................................I

第一章绪论.................................................................................................................................

1

1.1聚乳酸（PLA）的发展前景........................................................................................

1

1.2聚乳酸的改性................................................................................................................

2

1.3剪切场对聚乳酸（PLA）的影响................................................................................

3

1.4课题研究意义及内容...................................................................................................

4

第二章实验部分.........................................................................................................................

5

2.1实验原料........................................................................................................................

5

2.2实验设备........................................................................................................................

5

2.3实验样品的制备...........................................................................................................

6

2.4将试样进行机械性能、热性能和结构形态表征方面的测试................................

8

2.4.1简支梁摆锤试验：..........................................................................................

8

2.4.2弯曲性能测试：...............................................................................................

8

2.4.3拉伸性能测试：...............................................................................................

9

2.4.4热变形温度测试：........................................................................................

10

2.4.5POM（偏光显微镜）观察：...........................................................................

10

第三章实验结果与讨论..........................................................................................................

12

3.1冲击实验......................................................................................................................

12

3.2弯曲实验......................................................................................................................

12

3.3拉伸实验......................................................................................................................

13

3.4热变形实验..................................................................................................................

14

3.5POM（偏光显微镜）观察：.......................................................................................