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随着人类环保意识的逐渐增强,对解决白色污染现象有重要作用的生物可降解材料受到了高分子材料学术界和产业界的广泛关注。但每一种生物可降解高分子材料都有其不足之处,比如聚乳酸(PLA)具有较快的降解速率但韧性不足、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有较高的变形温度但强度不足。聚合物的熔融共混改性是实现高分子材料性能互补的一种重要方法。传统的基于剪切流场的聚合物熔融共混改性方法,其核心加工设备一般为螺杆挤出机,普遍存在能耗高、热机械历程长及对物料特性依赖性强等不足。华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心经过多年努力,自主研发出新型的基于体积拉伸流场的叶片挤出机。与传统的螺杆挤出机相比,叶片挤出机具有能耗低、输送效率高且物料适应性广等优点。本文通过体积拉伸形变支配的叶片挤出机,首先采用熔融共混改性的方法制备了不相容的生物可降解PLA/PBS共混材料。傅里叶红外光谱和13C NMR证明PLA/PBS共混体系之间没有发生化学反应;通过共混物的形貌和流变性能研究了共混体系的相容性和粘弹性,探讨了PLA/PBS共混体系的相形态与其流变性能之间的关系。利用叶片挤出机,采用纳米蒙脱土(MMT)增容PLA/PBS共混体系,考察了增容前后体系的相形态演变以及性能变化。XRD和透射电镜(TEM)表明,在叶片挤出机的体积拉伸流场作用下,MMT被成功剥离并插层;扫描电子显微镜和偏光显微镜表明,加入MMT纳米粒子,共混体系的分散相尺寸减小;有效界面张力降低,PLA与PBS之间的的相容性提高;另外,热失重分析表明,MMT的加入能够有效地提高共混体系的热稳定性。采用带有活性环氧基团的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)对PLA/PBS共混材料进行了反应增容研究。扫描电子显微镜和偏光显微镜表明,PTW的加入使得分散相颗粒的尺寸明显减小,PLA与PBS之间的相容性得到明显改善;流变性能表明,在PTW的作用下,PLA和PBS之间会发生轻度的接枝反应,使得共混体系的粘度增加;此外,随着PTW的用量增大,共混物中PLA和PBS组分的玻璃化转变温度彼此靠近,表明PLA与PBS的相容性得到改善。以带有活性异氰酸酯基团(-NCO)的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为PLA/PBS共混体系的增容剂,反应增容得到了一系列PLA/PBS共混材料。偏光显微镜和扫描电子显微镜表明,在HDI的增容作用下,PLA/PBS共混物的两相界面变得模糊,界面层厚度增大,界面张力降低,共混物中分散相PBS的尺寸减小;由于共混物的两相界面得到明显改善,共混体系的冲击强度大幅提升;流变测试表明,HDI的加入能有效提高共混材料的储能模量,损耗模量以及复数粘度;退火过程对共混体系的力学性能有较大的影响,退火后共混物的拉伸性能及弯曲性能都有所提升,冲击性能提高的尤为明显。上述研究表明,利用叶片挤出机的高分散混合效率及强制增容能力,通过引入MMT、PTW、HDI作为增容剂,能够成功地挤出制备得到界面相容性良好的高性能PLA/PBS共混材料。