凹凸棒石改性聚乳酸的結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)被稱為新世紀(jì)最有前途的新型包裝材料和生物醫(yī)用材料。但是，PLA制品存在質(zhì)脆、結(jié)晶速率慢、耐熱性能差和親水性能差等缺陷，這些缺陷嚴(yán)重限制了PLA作為通用塑料的廣泛使用。本文以天然一維無機(jī)納米粒子凹凸棒石（PA）同時(shí)作為PLA基體的異相成核劑和納米填料，通過熔融共混制備了PLA/PA納米復(fù)合材料。
　　SEM和TEM結(jié)果表明，當(dāng)PA含量為3 wt％時(shí)，可均勻分散在PLA基體中。通過紅外光譜和XPS分析證實(shí)了PA納米粒子

2、表面的羥基與PLA基體中的羰基形成了氫鍵作用，當(dāng)PA含量為3 wt%時(shí)，相互作用最強(qiáng)，促進(jìn)了PA與PLA之間的相容性。PLA/PA納米復(fù)合材料的力學(xué)性能研究結(jié)果表明添加PA納米粒子提高了PLA/PA納米復(fù)合材料力學(xué)性能，使得PLA分子從脆性材料向韌性材料轉(zhuǎn)變，擴(kuò)寬了PLA的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　流變結(jié)果表明PLA/PA納米復(fù)合材料的復(fù)數(shù)黏度均高于純PLA的復(fù)數(shù)黏度，并且隨著PA添加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)在低頻區(qū)比高頻區(qū)

3、明顯的多，說明PA在PLA基體中形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高了PLA/PA納米復(fù)合材料的熔體黏度。在低剪切頻率區(qū)，PLA/PA納米復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量明顯高于純PLA的儲(chǔ)能模量，并且隨著PA含量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，表明PA與PLA基體具有良好的相互作用，形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得PLA分子鏈的自由運(yùn)動(dòng)受到影響，使儲(chǔ)能模量明顯高于純PLA的儲(chǔ)能模量。
　　添加PA納米粒子能改善PLA的熱穩(wěn)定性，當(dāng)添加3 wt%PA時(shí)，復(fù)合材料的熱

4、分解溫度比純PLA提高了11℃。添加PA納米粒子提高了PLA的結(jié)晶速率，在130℃時(shí)，含3 wt%PA的復(fù)合材料的t1/2為4.73 min，相比于純PLA的18.54 min加快了13.81 min，結(jié)晶速度提高了74.5%，說明PA對(duì)PLA具有較好的異相成核作用，減小了PLA/PA納米復(fù)合材料的球晶尺寸。
　　相比于純PLA，PLA/PA納米復(fù)合材料顯示出了良好的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶速率和力學(xué)性能，有望替代通用塑料應(yīng)用于食品包裝等領(lǐng)