1. 研究目的与意义
随着国家对一次性塑料制品的使用与生产的进一步规范与限制,环保可生物降解材料得到越来越多的关注。
其中,尤以聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT) 和聚乳酸 (PLA) 这两类目前产量较大的品种为代表。
在PBAT/PLA共混体系中,以PABT做为热塑性生物降解塑料,PLA做为共聚物可形成优质的生物降解塑料,其性能与多种因素有关,例如增容剂的选用,是否添加纳米颗粒,PBAT/PLA共混物体配比,温度及所选取的成型工艺,本文主要研究不同成型工艺PBAT/PLA共混体系性能的影响,通过对比不同成型工艺所获得的产物性能,可以明确哪些成型工艺所获得的产品更优质,也能通过实验室生产的能源损耗模拟大规模生产的消耗占比,选择哪种成型工艺适用于大型车间生产。
2. 课题关键问题和重难点
1.何种成型工艺对于PBAT/PLA共混体系所生产产物最为有利
2.各种成型工艺对于PBAT/PLA共混体系所生产产物性能影响及该工艺的优缺点
3. 实验室成型过程的能源消耗及问题可以作为实际车间生产PBAT/PLA的依据
3. 国内外研究现状(文献综述)
由于常规单螺杆挤出机与其它挤出机相比,具 有结构简单、坚固耐用、维修方便、价格低廉、操 作容易等特点 单螺杆挤出机设计先进、质量高、塑化好、能耗低,具有噪音低、运转平稳、承载力大、寿命长等特点。单螺杆挤出机采用双阶式整体设计,强化塑化功能,保证了高速高性能稳定挤出,特种屏障综合混炼设计,保证了物料的混炼效果,高剪切低融塑化温度保证了物料的高性能低温低压计量挤出。此外,单螺杆挤出机设计价格便宜,因而单螺杆挤出机应用广泛。
旋转模塑是一种独特的加工成型技术,通常 用于生产尺寸较大的空心或双壁部件。采用旋转 模塑成型方法,将树脂粉末填充到加热炉中,模具旋转并加热,使树脂达到熔化温度,在熔融状态下 烧结,实现粉末聚结和气泡去除,促进熔融状态树 脂致密化,形成完全致密的树脂层后冷却模具至 室温,提取成型制品。
模压成型模具的阴模通常为复合材料的铺覆 面,要求表面光滑、精度高,以保证复合材料构件 成型后的精度满足设计要求。模压成型过程中,阴、阳模需要承受和传递热压机产生的成型压力,要求 具有较好的强度和刚度。因此,模压成型模具设计 主要以复合材料构件的结构形式、精度要求、工艺 要求为设计依据
4. 研究方案
1.主要原料
PLA聚乳酸,可选购美国 Nature Works 公司;
PBAT己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,结晶温度在110℃附近,而熔点在130℃左右,密度在1.18g/ml~1.3g/ml之间可选购美国杜邦公司
5. 工作计划
首先该课题有两大板块,一是使用不同的成型工艺获得PABT/PLA的共混体系产物,二是对所获得的不同工艺产物进行性能测试。由于本人制药专业做过类似于药物成型,药物包装成型实验,因此使用过实验室的成型模具,可以将其类比到PBAT/PLA共混体系可降解塑料生产过程,有一点实验操作基础。可以通过回忆实验操作及实验报告记录,巩固相关操作。
性能测试方面,力学,热特性操作应该较为简单,其余SEM图像,接触角测量等部分复杂,可以多向老师和同学请教提问。
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