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文檔簡介
1、聚乳酸是一種具有較高拉伸強(qiáng)度和模量的熱塑性高分子,由于其抗沖擊性能較差,后期結(jié)晶現(xiàn)象明顯等缺點,大大限制了PLA的應(yīng)用領(lǐng)域。為了克服這些缺點,改善PLA的結(jié)晶性能和抗沖擊性能等綜合性能,本論文選擇同為完全生物可降解的聚3-羥基丁酸-co-4-羥基丁酸酯(P3/4HB)來對PLA進(jìn)行共混改性。在P3/4HB共聚物中,隨著4HB單元的增加,共聚物由結(jié)晶性的硬塑料(e.g.5%4HB content)向富有彈性的橡膠態(tài)(e.g.30%4HB
2、content)過渡,將PLA和3種不同4HB含量的P3/4HB(P(3HB-co-10%-4HB)、P(3HB-co-20%-4HB)、P(3HB-co-32.4%-4HB))按照不同比例進(jìn)行共混。研究這3種P3/4HB以及P3/4HB的含量對PLA結(jié)晶性能力、抗沖擊性能等綜合性能的影響。實驗結(jié)果表明:當(dāng)結(jié)晶溫度為95℃時,P(3HB-co-32.4%-4HB)可以將PLA的半結(jié)晶時間從26.53min降為5.92min。對于PLA/
3、P(3HB-co-20%-4HB)共混體系,當(dāng)P(3HB-co-20%-4HB)的添加量為20wt%時,共混材料綜合性能良好:拉伸強(qiáng)度44.21Mpa,彈性模量2.85Gpa,斷裂伸長率82.78%,沖擊強(qiáng)度17.02KJ/m2。
此外,為了降低PLA和P3/4HB的使用成本,在保證材料具有完全降解性的前提下,加入其他成本低廉的有機(jī)或無機(jī)粒子如碳酸鈣、植物纖維、滑石粉、硅灰石、淀粉等以達(dá)到協(xié)調(diào)PLA的強(qiáng)度和韌性同時降低制品成本
4、的目的。本文中選擇具有片狀結(jié)構(gòu)的滑石粉和針狀纖維結(jié)構(gòu)的硅灰石,和P3/4HB一起來增韌增強(qiáng)PLA,研究發(fā)現(xiàn)用硅烷處理的滑石粉填充可以大大提高復(fù)合材料的拉伸性能和沖擊強(qiáng)度,但斷裂伸長率卻大大降低,硬脂酸處理硅灰石復(fù)合體系的斷裂伸長率卻能保持在較高值,因此我們用硅烷處理滑石粉和硬脂酸處理硅灰石按照一定比例進(jìn)行復(fù)合填充,可以同時發(fā)揮具有片狀結(jié)構(gòu)的滑石粉的增強(qiáng)作用和針狀纖維結(jié)構(gòu)的硅灰石的增韌作用,得到強(qiáng)度和韌性比較平衡,綜合性能良好的共混材料,
5、例如,將滑石粉和硅灰石按照3:1復(fù)合,當(dāng)填充含量為20%時,其拉伸強(qiáng)度為41.88Mpa,彈性模量為3.45Gpa,沖擊強(qiáng)度達(dá)39.03KJ/m2,斷裂伸長率達(dá)21.42%。
雖然對PLA和P3/4HB兩類材料的研究都有很多,但將PLA和3種4HB含量的P3/4HB按照不同比例進(jìn)行熔融共混,并對其綜合性能進(jìn)行系統(tǒng)對比分析還未見報道,此外,將滑石粉、硅灰石單獨填充或滑石粉和硅灰石復(fù)合填充PLA和P3/4HB,以達(dá)到協(xié)同增韌增強(qiáng)P
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