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120810字博士毕业论文聚乳酸包覆热压纸的合成及其水蒸气渗透行为

论文类型:博士毕业论文
论文字数:120810字
论点:涂布,降解,微粒
论文概述:

本文是博士生论文,通过溶液涂布法制备聚乳酸涂塑纸的研究发现,复配溶液、增塑剂对聚乳酸涂层具有诱导结晶的作用,会提高涂层的结晶度,降低涂层的热性能。

论文正文:

第一章引言

纸和纸板复合材料是最常见的包装复合材料之一。纸因其价格低廉、种类齐全、印刷和后处理方便、可回收利用和适用于不同包装应用而被广泛用作复合材料的基材。纸是一种特殊的材料,是一种具有三维结构的网状材料[9]。这种结构特征也决定了纸具有良好的深加工性能。根据纸的多孔性和良好吸收性的特点,获得纸基复合材料的加工方法包括浸渍、涂布、浇铸、涂布和复合[10]。涂布过程包括颜料涂布和树脂涂布。颜料涂布主要是通过在纸张上涂布碳酸钙、高岭土等白色涂料来获得更光滑、更白、更均匀的表面,以满足高质量印刷的要求。有辊涂、气刀涂、流延涂、喷涂和幕涂等涂布方法。树脂涂料是将树脂分散溶解在不同的溶剂中,以提高纸张的耐油、防水、气密、电绝缘等性能。树脂涂有清漆涂层、有机溶剂涂层、乳胶或乳胶涂层、热熔涂层、挤出涂层等。
……

第二章聚乳酸溶液涂布纸的制备及性能研究

2.1简介
现有聚乳酸塑料涂布复合纸采用溶液涂布法制备。尽管该方法因有机溶剂挥发和溶剂残留等问题而不适用,但溶液涂布法制备的聚乳酸塑料涂布复合纸可作为后续研究的参考。在本章中,根据专利[165][167]和[174]的方法,设计聚乳酸溶液涂层的配方并进行溶液涂层试验。研究了溶剂、复合溶剂、增塑剂、溶液成膜性能和涂布工艺对涂层热性能、水蒸气透过率、氧气透过率和涂布纸热封性能的影响,为聚乳酸涂层的后续改性奠定理论基础。

2.2实验部分
聚乳酸涂层溶液[174]的配方见表2-4。其中,溶液的质量浓度为5%,增塑剂的量为聚乳酸的10%。在溶液的制备过程中,不涉及聚己内酯的配方,只需将原料按配方量加入到试剂瓶中,摇匀后静置,溶液即可缓慢溶解,约2小时即可完全溶解,若不断摇匀,可加快溶解速度。如果需要加入聚己内酯,应将配方混合液置于45℃恒温水浴中4小时。将制备的溶液静置24小时,以完全拉伸聚乳酸分子链段。涂覆操作在通风柜中使用棒涂机完成。涂布前,需要将涂布机调平,使涂布机能够水平放置,涂布棒的两个夹紧装置也需要保持水平,以保证涂布棒施加在纸面上的压力均匀,进而保证涂布更加均匀。涂层的具体条件如下:涂层棒类型为2号;涂布速度为3m/min;;蒸发,常温干燥24小时。

第三章乳液溶剂挥发法制备聚乳酸颗粒颜料的研究..............................32

3.1导言................................32
3.2实验部分……33
3.2.1实验材料和仪器……33
第四章微流控纳米均质化制备聚乳酸颗粒及其臭氧改性.......35[/比尔/] 4.2实验材料和仪器……46
4.3测试方法................................46 [/BR/]第五章聚乳酸涂层-热压复合纸的制备及性能...................54

5.1导言……54
5.2实验部分……54

第七章废纸回收过程中聚乳酸涂层塑料复合纸降解行为的研究

7.1简介
聚乳酸的降解性已得到广泛研究。聚乳酸有三种主要降解类型,即热降解、生物降解和光降解[213]。一般认为聚乳酸[231,232]的生物降解过程是首先水解,导致分子量降低,然后生物降解或进一步水解成水和二氧化碳。有些人还认为酶降解和水解可能同时发生。因此,有许多测试可降解塑料降解性的方法,包括需氧和厌氧实验、水和土壤实验以及直接酶降解方法[231],其中大部分是土壤掩埋法[233)、酶降解法[234]和水培养液中材料的最终需氧生物降解法[233]。本章通过模拟废纸回收过程中的制浆、脱墨和漂白过程,研究聚乳酸复合纸在废纸回收过程中的降解行为。

7.2降解试验一
首先,洗涤用于试验的锥形瓶,完全干燥并称重(W0)。将一定量(W1)的聚乳酸颗粒放入锥形瓶中,加入200毫升蒸馏水,按照实验方案加入测试药物,然后将聚乳酸颗粒放入水浴恒温摇床中达到设定温度进行降解处理。按照实验方案设定的时间取出锥形瓶,用300目滤网过滤掉锥形瓶中的药液,用蒸馏水反复洗涤三次,将最后过滤后的聚乳酸颗粒与锥形瓶一起放入true 空干燥箱中,干燥24小时,取出称重(W2),根据公式(7-1)计算降解率D(%)。
根据综合相关文件[235],得出脱墨浆生产不同阶段的工艺条件,如表7-3所示。基于表7-3,提取了4个可能与聚乳酸降解性相关的因素,并为每个因素选择了4个水平值,如表7-4所示。其中,由于硅酸钠的加入是为了防止过氧化氢的分解,所以与过氧化氢的量一般有一定的比例关系,这两者在这里是相关的一个因素。表7-5是相应的四因素四水平正交实验方案和实验结果表。
……

结论和前景

研究了聚乳酸涂层塑料复合纸在二次纤维回收过程中的降解行为。主要结论如下:
(1)溶液涂布法制备聚乳酸涂层塑料纸的研究发现,复合溶液和增塑剂对聚乳酸涂层有诱导结晶的作用,这将提高涂层的结晶度,降低涂层的热性能。然而,复合溶液和增塑改性剂对复合纸的水蒸气透过率、氧气透过率和热封性能影响不大。因此,本章中涉及的修饰语没有在后续研究中使用。
(2)化学和机械方法都可用于制备聚乳酸微纳米粒子,但产率一般较低,机械方法相对较高。用乳液溶剂挥发法制备聚乳酸颗粒时,乳化剂的种类决定了颗粒的粒径和粒径分布。此外,油相浓度和搅拌速度也有很大影响。制备的颗粒为多孔球形颗粒,可以向油相中加入纳米改性剂。用纳米均质机制备聚乳酸颗粒是可行的,制备效率高,但制备的颗粒是形状不规则的固体颗粒。为了提高聚乳酸微粒的水润湿性,通过臭氧处理对微粒表面进行亲水改性。研究发现,乳液溶剂挥发法制备的微粒由于其孔隙率和表面活性剂残留而具有较好的水润湿性,而纳米平均法制备的微粒水润湿性较差。尽管臭氧处理可以改善微粒的水润湿性,但是与通过化学方法制备的微粒相比,这种变化不够大。
……

参考文献(省略)