聚乳酸改性及性能研究

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近年来,由于塑料废弃物对环境造成的污染,生物降解材料越来越受到人们的重视。聚乳酸(PLA)是一种具有优良生物相容性以及可完全生物降解的合成高分子材料。它具有良好的物理性能和加工性能,废弃后可降解为二氧化碳和水,对环境无污染,被称为“绿色塑料”,近年来成为研究的热点。聚乳酸虽然具有高模量、高抗张强度和良好的加工性能,但也存在一些缺点。聚乳酸质硬且脆,韧性较差,缺乏弹性和柔性,耐热性差,易弯曲变形,从而限制了它的应用范围。聚己二酸一对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种以石油为基本原料合成的,能完全生物降解的材料,具有很好的柔韧性。本文分别以PBAT和滑石粉作为PLA的增韧剂和成核剂,并以硅烷偶联剂(KH-560)作为PLA/PBAT共混物和滑石粉的改性剂,探讨改性前后聚乳酸的力学性能和结晶动力学。主要开展的工作如下:1.通过动态力学热分析(DMA)和扫描电镜(SEM)分析了改性前后PLA/PBAT共混物的相容性,结果表明,PLA和PBAT是部分相容的,经硅烷偶联剂改性的PLA/PBAT共混物,PLAT和PBAT的相容性有所改善。2.通过力学性能测试和扫描电镜(SEM)观察,PBAT的加入使PLA由脆性断裂转变为韧性断裂。当PBAT含量为20wt%时,PLA/PBAT共混物具有较好的拉伸强度,断裂伸长率以及弹性模量。经硅烷偶联剂改性的共混物,力学性能明显提高。滑石粉的加入使共混物的力学性能下降。当PBAT含量20wt%时,且经硅烷偶联剂改性的PLA/PBAT共混物的冲击强度最大。3.通过差示扫描量热仪(DSC)研究了滑石粉和/或PBAT对PLA结晶速率的影响。结果表明,滑石粉明显加快了PLA的结晶,PBAT使PLA更容易结晶,滑石粉和PBAT并用对PLA结晶有协同作用。
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