杨来福怀化学院大学生研究性学习与创新性实验计划项目申报书 -

附件2：

怀 化 学 院

大学生研究性学习和创新性实验计划项目

申 报 书

计划项目负责人 杨来福 系 部 名 称 化学与化学工程系 所 在 专 业 材料化学 所 在 年 级 2013级 联 系 电 话 15115259217 电 子 邮 件 1003824577@qq.com 导 师 姓 名 舒 友 导 师 职 称 讲 师 _

填 写 日 期 2015年3月25日

计划项目 名 称 接枝耐热级聚乳酸材料的制备研究

教 务 处 制

2015年3月

填写说明及注意事项

一、申报书逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。

二、表格中的字体小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用A4 纸双面打印，于左侧装订成册。

三、大学生研究性学心和创新实验项目是本科学生个人或创新团队在导师指导下，自主进行研究性学习，自主进行实验方法的设计、组织设备和材料、实施实验、调查、分析处理数据、撰写总结报告等工作。

四、项目实施原则：参与计划的学生要对科学研究或创造发明有浓厚的兴趣，并在导师指导下完成实验过程；参与学生要自主设计实验、自主完成实验，注重创新性实验项目实施过程。

五、参与大学生创新性实验项目的学生不超过5人，项目执行时间为1-2年。

六、指导老师应具有讲师以上职称，每个指导老师指导的项目数不超过2项。

七、计划项目必须先由导师提出意见，系（部）审核后再推荐上报。上报的计划项目表一式三份（均为原件）报送教务处，同时提交电子文档。

项目名称 主持人姓名 年级 项目组其他成员 学生姓名 姓名 接枝耐热级聚乳酸材料的制备研究 杨来福 2013 性别 男 舒友 学号 电话 1311404007 15115259217 专业 材料化学 材料化学 民族 班级 材料化学四班 1003824577@qq.com 合作者签名 E-mail 系（部）名称 化学化工系 化学化工系 年联系电话 级 13 13 汉 指性别 男 导职称 讲师 专业 高分子材料与工程 老师手机号码 E-mail 情15115130628 shuyou1122@163.com 况 一、前期基础（500字以内） 出生年月 1983.11 降解高分子材料的制备与研究方向 改性 指导老师签名 本团队在舒友老师的指导下主要开展了生物降解材料的改性研究工作。通过一段时间的实验，已成功制备了生物降解聚乳酸薄膜材料、生物降解聚乳酸板材、聚乳酸/淀粉复合材料聚乳酸/PBS复合材料及聚乳酸/PBAT复合材料等降解改性材料。 本项目依托怀化学院化学与化学工程系实验中心以及怀化市功能无机及高分子材料重点实验室等相关合作单位的实验条件和设备。上述单位为本项目申请提供了良好的技术支持和协助条件。本项目所需要的仪器设备以及实验条件已经完全具备。 另外，项目组成员对申请内容做了充分的文献及市场调研，本方法研制的耐热聚乳酸材料有成本低、制备方便等优点。本项目的实施有利于扩大生物降解材料聚乳酸的应用领域，有利于解决―白色污染‖等环境问题。 二、项目立论依据（1500字以内） 1．项目研究目的和意义 PLA 是一种熔点为 160℃-180℃高的结晶性高分子材料，并且由于具有优异的透明性和生物降解性能，因此有望取代传统塑料，例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）等在容器、薄膜等包装材料领域，土工布、农膜等难以回收的农林园艺、土木建筑等材料的应用。但是由于聚乳酸材料存在一个很大的缺点，限制其适用范围。通过注射成型方法得到的聚乳酸制品的热变形温度（HDT）只有 58 ℃左右，远远低于通用塑料PS 和PP。耐热性差使的应用受到了很大的限制，比如用作包装容器时，不适于加工成要求耐热的容器如饭盘、汤碗、杯子等，不能用于微波炉等加热仪器的容器。即使用作无耐热要求的管材、建材、板、文具、箱盒、预付卡及卡等材料，在夏季的仓库保管及运输中也有可能发生变形以至于丧失其使用价值。耐热性差更加限制了聚乳酸材料在工程方面例如家电、电子电气及汽车零件等的应用，因为暴露在高温下的家用电器部件，对于实际的应用而言需要具有 100℃以上的高热变形温度，而要暴露于高温下的汽车产品领域则要更高的热变形温度。因此改善的耐热性对于拓宽的应用领域非常重要，意义重大。 2．国内外研究现状 聚乳酸材料耐热性差是由于结晶速度缓慢引起，因此，必须提高PLA材料本身的结晶性能。一般高分子的结晶速率与分子链段的运动能力和二次成核概率有关。PLA的酯基之间只有一个甲基碳原子，分子链呈螺旋结构，与同是聚酯的PBT以及PET相比，分子链的活动性非常低。因此，除了在薄膜和纤维成型加工中通过拉伸取向提高二次成核概率从而促进 PLA 结晶以外，单纯的挤出成型、注射成型和热成型中，PLA几乎不能够结晶。提高PLA耐热性的主要技术是改善PLA的结晶性能，提高PLA的结晶度，加快聚乳酸的结晶速率。另外还有与高玻璃化温度的高分子共混、引入交联结构以及复合技术等方法。 在聚乳酸中添加成核剂，即用很少的添加物，就能够对聚乳酸材料的耐热性能和结晶性能有着很好的提高作用。采用共混的方法在基体材料中加入成核剂，保证了聚乳酸主链的完整性，不破坏聚乳酸材料的原有的优点，而且这种方法又保证有效的提高PLA的结晶速度，提高PLA的热变形温度（HDT），也能提高成型加工性能、缩短聚乳酸产品的成型周期，因此，成为了改善PLA耐热性能的一种重要方面，为改善聚乳酸热性能和结晶性能提供了一个良好的思路。在已发现的聚乳酸成核剂主要包括三大类，即无机类、有机小分子化合物和有机高分子类。 1、无机类成核剂 无机类成核剂主要包括黏土类、金属氧化物和无机盐类等一些无机化合物。其中黏土类主要有滑石粉、高岭土、黏土、云母和蒙脱土等。无机盐类主要包括乳酸型（乳酸钙）、碱性无机铝化合物，硫酸钡，硅酸盐类化合物和贝壳粉等。沈兆宏等人研究了滑石粉、dd601，（4-叔丁基-苯甲酸）氢氧化铝和取代二苄叉山梨醇类作为成核剂对聚乳酸结晶速度、结晶度和耐热性的研究。他们采用DSC和POM 对聚乳酸及聚乳酸/成核剂体系的结晶行为进行了研究。结果表明，一定温度范围下，等温结晶后的各样品在熔融时，均出现两个熔融峰。含滑石粉的样品出现两个熔融峰所需温度要比其它样品所需温度约低10 ℃。三种成核剂都有利于提高聚乳酸的结晶速度和结晶度，其中滑石粉的效果最显著。在125 ℃时滑石粉的加入使得t1/2从7.78 min 缩短到 3.33 min，tmax从7.84 min缩短到3.18 min；在相同保温时间（130℃，10 min），结晶度约提高了19%。而成核剂对改变聚乳酸等温结晶过程的成核机理和生长方式无明显影响。 2、有机类成核剂 有机类成核剂主要包括苯甲酸盐、山梨糖醇化合物、安息香酸盐、芳香族和脂肪族羧酸酰胺化合物等。 李春等人通过DSC和POM 考察了取代芳基磷酸金属盐类成核剂对聚乳酸结晶行为的影响。结果表明取代芳基磷酸一价盐和三价盐可以较好的改善聚乳酸的结晶，其中取代芳基磷酸