基于聚乳酸與大豆分離蛋白共混制備可降解塑料的性能及形態(tài)學研究.pdf

1、由于石油化工產(chǎn)品的使用而導致的全球范圍環(huán)境污染，生物可降解塑料日益受到人們重視。聚乳酸因其優(yōu)良的物理力學性能和機械加工性能，被認為是石油基塑料的良好替代品。由于聚乳酸價格昂貴，限制了其進一步推廣應用。本課題研究將聚乳酸(PLA)與大豆分離蛋白(SPI)共混制備生物質塑料，目的在于降低聚乳酸的成本，改善純大豆蛋白塑料的力學強度和耐水性。本課題的研究對減少過分依賴不可再生的化石資源和減輕環(huán)境污染壓力、緩解“白色污染”，對促進農(nóng)副產(chǎn)品向高附加

2、值的生物質材料和石油基塑料替代品轉化具有重要的研究價值和應用意義。本文主要研究內(nèi)容和結論如下：
　　 (1)PLA/SPI共混物的力學性能及形態(tài)結構研究
　　 PLA和SPI以100/0，90/10，75/25，和60/40的比例在熔融狀態(tài)下相混合，在一定的工藝條件熱壓成型。結果表明，隨著SPI含量的增加，共混物的力學性能顯著降低。當還原劑亞硫酸氫鈉(NaHSO3)的濃度為0.5％和0.25％時，共混物的拉伸強度和斷裂伸

3、長率達到最大，分別為43.87MPa和3.27％。相容劑二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)顯著增強了共混物的力學性能。掃描電子顯微圖的結果也表明兩相的界面張力明顯減小。所有樣品都具有較高的脆性，表現(xiàn)為楊氏模量較高，斷裂伸長率則較低(1.62％—4.46％)。相對于PLA/SPI共混物，加入了還原劑和增容劑的共混物具有較低的吸水率和更好的穩(wěn)定性。
　　 利用SAS軟件對PLA/SPI共混物的力學性能結果進行分析，當NaHSO3濃度為0.

4、25％或0.5％時，PLA/SPI共混物的拉伸強度及斷裂伸長率達到最高，且與其他濃度的差異顯著。固定Na/HSO3濃度為0.5％，當MDI濃度為0.5％—2％，PLA/SPI共混物的拉伸強度與斷裂伸長率沒有顯著差異，但都顯著高于MDI濃度為0.25％的共混物。
　　 (2)PLA/SPI共混物的熱性能研究
　　 采用差示掃描量熱儀(DSC)分析PLA/SPI共混物的熱學性能，包括材料的玻璃化轉變溫度、冷結晶溫度、熔融溫度

5、、比熱等等；利用熱重分析儀(TGA)研究還原劑及增容劑的含量對共混物熱穩(wěn)定性的影響：利用動態(tài)機械分析儀(DMA)研究PLA/SPI共混物隨時間、溫度變化的力學性能。結果表明，隨著SPI含量的增加，共混物中PLA熔融溫度降低；當NaHSO3含量增加到0.25％，共混物中PLA的玻璃化轉變溫度、冷結晶溫度和熔融溫度都有所增加。繼續(xù)增加NaHSO3的濃度(0.5％—3％)，共混物的上述熱學性能指標則基本沒有變化；添加MDI的共混物中的PLA玻