竹粉淀粉復(fù)合發(fā)泡材料的制備及其性能研究

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1、分類號密級竹粉/淀粉復(fù)合發(fā)泡材料的制備及其性能研究研究生姓名：陳三梅指導(dǎo)教師姓名、職稱：曾廣勝副教授學(xué)科專業(yè)：材料加工工程研究方向：高分子材料成型加工與改性湖南工業(yè)大學(xué)二〇一四年五月二十八日I萬方數(shù)據(jù)分類號密級竹粉/淀粉復(fù)合發(fā)泡材料的制備及其性能研究InvestigationinPreparationandPropertiesofBambooPowder/StarchFoamComposites研究生姓名：陳三梅指導(dǎo)教師姓名、職稱：曾廣勝副教授學(xué)科專業(yè)：材料加工工程研究方向：高分子材料成型加工與改性論文答辯日期答辯委員會主席湖南工業(yè)大學(xué)二〇一四年五月二十八日萬方數(shù)據(jù)湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲

2、明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日湖南工業(yè)大學(xué)論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解湖南工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位論文；學(xué)?？筛鶕?jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日III萬方

3、數(shù)據(jù)摘要淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料以淀粉為基體，輔以塑化劑、相容劑、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑等助劑，利用擠出、注塑、模壓等發(fā)泡方法制取的一種可降解發(fā)泡復(fù)合材料，此類發(fā)泡制品具有良好的降解性能，可以部分替代不可降解的泡沫塑料（特別是EPS），有利于緩解“白色污染”及“石油匱乏”等問題，并且其推廣利用有利于提升淀粉的附加值，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益。但是，目前大部分的淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料普遍存在一些問題：如相容性及耐水性較差、泡孔分布不均勻、膨脹率及回彈率低等。因此，淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料實際性能尚不如發(fā)泡聚苯乙烯（EPS），限制了其在市場上的推廣應(yīng)用。如果能在上述幾個方面得到突破，將為淀粉類發(fā)泡復(fù)合材料在市場的應(yīng)用帶來可觀的前

4、景。。本課題以淀粉為基體，竹粉為增強體，再輔以相容劑、塑化劑、發(fā)泡劑等加工助劑，利用注塑發(fā)泡法制備了竹粉/淀粉發(fā)泡復(fù)合材料。首先，探究甘油/鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）對淀粉的塑化機理、竹纖維的增強機理以及聚乙烯醇對復(fù)合材料的界面作用機理，在此基礎(chǔ)上進一步研究上述組分及加工溫度對熔體流變性能的影響；其次，討論甘油/鄰苯二甲酸二辛酯、竹纖維、發(fā)泡劑及擠出工藝參數(shù)（擠出溫度、擠出壓力、擠出速率）對發(fā)泡復(fù)合材料的發(fā)泡效果（表觀密度、發(fā)泡倍率、回彈性、泡孔形態(tài)）的影響。結(jié)果表明：（1）當(dāng)甘油與DOP的質(zhì)量比為10:1，且兩者總質(zhì)量為淀粉含量的30%時，熱塑性淀粉（TPS）塑化效果最佳，且拉伸強度增加了1

5、.5倍；當(dāng)PVA含量為總量的12%時，可以很好的改善各組分間的界面相容性，且拉伸強度達(dá)到最大值15.4MPa.（2）熔體剪切粘度隨著剪切速率的增加而降低，表現(xiàn)為剪切變稀行為；同一剪切速率，隨著甘油/DOP含量、發(fā)泡劑含量的增加，剪切粘度均降低；隨著竹粉含量的增加，剪切粘度均升高；隨著溫度的升高，剪切粘度先降低后增加；隨著PVA含量的增加，剪切粘度先增加后降低；（3）回彈率隨著甘油/DOP含量、植物纖維含量、發(fā)泡劑含量的增加，先上升后降低；而表觀密度隨上述各組分含量以及擠出工藝參數(shù)(擠出溫度、擠出壓力、擠出速率)的增加，先降低后升高，而膨脹率先增加后降低；（4）發(fā)泡材料的失重率隨著時間的推移逐漸

6、增加，甘油/DOP含量為淀粉質(zhì)量的30%，竹粉含量20%，材料的降解速率最合I萬方數(shù)據(jù)適；（5）隨著發(fā)泡劑含量的增加，材料的吸水率先增加后減少，AC/ZnO發(fā)泡劑含量為3%時材料的吸水率達(dá)到最大值，分別為71.8%；（6）當(dāng)甘油/DOP含量為淀粉質(zhì)量的30%，植物纖維含量20%，發(fā)泡劑含量為3%，擠出溫度為140℃，擠出壓力為70MPa，注塑速率為11g.s-1時，制品泡孔大小適中，數(shù)量較多，且分布均勻。關(guān)鍵詞：淀粉，竹粉，發(fā)泡，回彈率，泡孔形態(tài)II萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTStarch-basedfoamcompositeisdegradablebybeingpreparedwithstarc

7、hasmatrix,modifiedwithadditivesasplasticizer,compatilizer,foamerandprocessedbyextrusion,injectionorbakingfoaming.Ontheonehand,thestarch-basedfoamcompositehasgoodbiodegradationtoreplacenon-biodegradabl