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PBAT及相关热塑性聚氨酯弹性体的合成及性能研究的开题报告 一、研究背景 可生物降解材料的发展已成为全球化的热门研究领域,它既解决了传统合成材料处理困难的问题,又满足了人们对环境保护的需求。其中,聚丁二酸丁二醇酯(PBAT)是一种具有良好的生物降解性能的聚酯类聚合物。由于PBAT的优良降解性能和可塑性,它被广泛应用于制造塑料袋、食品包装、医疗用具等领域。但是,由于其韧性差、力学性能不足等缺点,限制了其在高端应用领域的进一步发展。因此,如何通过改进PBAT材料的微观结构和改良其性能已成为众多研究者关注的热点问题。 在各种方法中,引入弹性体是制备PBAT复合材料的最有潜力的方法之一,其中热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种优秀的弹性体材料。TPU具有优异的弹性、耐磨、耐油、耐酸碱等性能,可以大大提高PBAT的力学性能和加工性能,是一种理想的PBAT改性材料。因此,本论文将研究PBAT和TPU的复合材料的制备方法以及其性能研究,以期为PBAT改性提供新思路和解决方案。 二、研究目的 本研究旨在及时完成以下研究目标: 1.合成TPU材料。采用先进的合成方法制备高性能的TPU材料,为PBAT复合材料的制备奠定基础。 2.制备PBAT/TPU复合材料。通过熔融共混或热压成型等方法将TPU与PBAT进行复合,研究不同比例下复合材料的物理、力学和热学性能,了解TPU对PBAT材料性能改善的影响,并确定最佳复合比例。 3.表征与分析。采用热分析、拉伸试验、扫描电镜等手段对PBAT/TPU复合材料进行表征和分析,研究不同条件下复合材料的微观结构和性能变化规律。 三、研究内容 1.合成TPU材料 1.1材料准备 选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、1,4-丁二醇、4,4’-联苯二异氰酸酯、聚氧化丙烯醇等为起始原料,各加入精密容量瓶中,并在玻璃板上进行余压疏气。精密加热控制系统将加热后的混合物升温到240°C,并对其进行混合加热,制备TPU材料。 1.2材料表征 采用差示扫描量热仪(DSC)测试TPU材料的熔点、熔融焓和结晶焓;通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)对TPU材料进行结构表征。 2.制备PBAT/TPU复合材料 将PBAT与TPU按不同比例进行熔融共混或热压成型,其中TPU的含量分别为20%、40%、60%、80%,对比复合材料的力学、物理和热学性能。 3.复合材料表征与分析 对PBAT/TPU复合材料进行热分析,了解复合材料的熔融特性、结晶行为等热学性能;通过拉伸试验分析复合材料的力学性能,如拉伸强度、弹性模量等;采用扫描电镜(SEM)观察复合材料的微观结构和形态,分析不同TPU含量条件下的复合材料的微观结构变化。 四、研究意义 通过合成TPU材料,探索了新型PBAT材料的改性方案,为PBAT材料的应用拓展提供了新思路和解决方案,并且为生物降解材料的可持续发展提供了新方向。通过研究PBAT/TPU复合材料的性能和微观结构变化规律,提升了对PBAT复合材料的认识,为其在实际应用中的开发和推广提供了有益的参考。同时,本研究对TPU材料合成技术的完善和优化也具有一定的参考价值。