籠型聚倍半硅氧烷共聚物-骨膠復(fù)合地膜的制備及性能研究

籠型聚倍半硅氧烷共聚物-骨膠復(fù)合地膜的制備及性能研究

摘要：本文以籠型聚倍半硅氧烷（cage-likepolyhedraloligomericsilsesquioxane,POSS）共聚物和骨膠為主要材料制備復(fù)合地膜，并對(duì)其性能進(jìn)行研究。采用溶液共混法將POSS共聚物與骨膠混合溶解于有機(jī)溶劑中，通過溶液蒸發(fā)法制備了復(fù)合地膜。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜（FTIR）等測(cè)試方法對(duì)復(fù)合地膜的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，同時(shí)研究了其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、抗水性等性能。

關(guān)鍵詞：籠型聚倍半硅氧烷共聚物，骨膠，共混，復(fù)合地膜，性能

1.引言

地膜作為一種非常常用的農(nóng)業(yè)覆蓋材料，具有防雨、保濕、抗蟲害等優(yōu)良性能，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)田覆蓋。然而，傳統(tǒng)的聚乙烯地膜在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，研究開發(fā)一種環(huán)境友好的地膜材料是十分必要的。

近年來，聚倍半硅氧烷共聚物（polyhedraloligomericsilsesquioxane,POSS）作為一種新型的無機(jī)有機(jī)雜化材料引起了廣泛關(guān)注。POSS具有固有的分子籠結(jié)構(gòu)，可作為增強(qiáng)劑引入到聚合物基體中，提高其力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。同時(shí)，骨膠作為一種可再生的生物基材料，具有良好的可降解性和生物相容性。將POSS和骨膠進(jìn)行復(fù)合，可綜合發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，得到一種具備優(yōu)良性能和環(huán)境友好的地膜材料。

本文以POSS共聚物和骨膠為材料，通過溶液共混法制備復(fù)合地膜，并對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究，以期為開發(fā)新型環(huán)境友好地膜材料提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料與儀器

POSS共聚物、骨膠、有機(jī)溶劑等。

2.2復(fù)合地膜的制備

將POSS共聚物和骨膠按一定比例加入有機(jī)溶劑中，配制成溶液，在攪拌過程中使其充分混合，待成為均勻的混合溶液后，進(jìn)行溶液蒸發(fā)法制膜。

2.3表征方法

利用SEM觀察材料的表面形貌和復(fù)合膜的斷面結(jié)構(gòu)；利用FTIR對(duì)復(fù)合地膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；利用熱重分析儀（TGA）研究其熱穩(wěn)定性；利用接觸角儀對(duì)復(fù)合膜的抗水性進(jìn)行測(cè)試。

3.結(jié)果與討論

根據(jù)SEM觀察，復(fù)合地膜的表面呈現(xiàn)出均勻的致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)斷面觀察顯示了復(fù)合膜的層狀結(jié)構(gòu)，表明POSS共聚物和骨膠之間存在較好的相容性。

FTIR分析表明，POSS共聚物和骨膠之間發(fā)生了一定程度的反應(yīng)，可能形成了共價(jià)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

熱重分析結(jié)果顯示，復(fù)合地膜的熱穩(wěn)定性較純聚合物基體有所提高。這可能是由于POSS共聚物的引入增加了材料的熱穩(wěn)定性。

接觸角測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合地膜具有良好的抗水性能，表明復(fù)合地膜具備優(yōu)異的抗?jié)B透性能。

4.結(jié)論

本文通過將POSS共聚物和骨膠進(jìn)行復(fù)合，制備了一種環(huán)境友好的地膜材料。研究表明，復(fù)合地膜具有均勻致密的表面結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)，并且具備良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和抗水性能。因此，該復(fù)合地膜材料有望在農(nóng)業(yè)覆蓋領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

然而，本研究還存在一些問題，如復(fù)合地膜的分離機(jī)制等待進(jìn)一步研究。進(jìn)一步的研究將有助于進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化這種復(fù)合地膜材料，以滿足農(nóng)業(yè)覆蓋的需求，更好地保護(hù)環(huán)境。

本研究通過將POSS共聚物和骨膠進(jìn)行復(fù)合，制備了一種具有環(huán)境友好特點(diǎn)的地膜材料。研究結(jié)果表明，復(fù)合地膜的表面呈現(xiàn)出均勻的致密結(jié)構(gòu)，斷面觀察顯示了層狀結(jié)構(gòu)，顯示了POSS共聚物和骨膠之間的相容性。FTIR分析表明，復(fù)合地膜在材料中形成了共價(jià)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。熱重分析結(jié)果顯示，復(fù)合地膜的熱穩(wěn)定性較純聚合物基體有所提高，可能是POSS共聚物的引入增加了材料的熱穩(wěn)定性。接觸角測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合地膜具有良好的抗水性能，表明具備優(yōu)異的抗?jié)B透性能。綜上所述，該復(fù)合地膜材料具有均勻致密的表面結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)和良好的力學(xué)性能、熱