聚乳酸-功能化石墨烯納米復合薄膜的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是具有生物降解性、生物相容性的聚合物，近年越來越受到重視，但相對較差的機械性能、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性能及氣體阻隔性等缺點限制了它在更寬廣領(lǐng)域的應用。然而，由于石墨烯高強度、高模量、大的比表面積、優(yōu)異的導電性和導熱性等優(yōu)良特性，使其成為一種最理想的納米填料來改性PLA的性能。為改善PLA的綜合性能，本課題制備了聚乳酸/功能化石墨烯納米復合材料。
　　首先用Hummers法制備氧化石墨，經(jīng)超聲剝離成氧化石墨烯(GO)，為提

2、高其親油性，用十八烷基胺(ODA)對其進行功能化，制備出功能化石墨烯(GO-ODA)。通過AFM表征，證明GO被完全被剝離成單層，GO-ODA的層間距增大到1.8nm左右;FT-IR分析表明GO邊緣的羧基與烷基胺發(fā)生親核取代反應，功能化后的GO-ODA呈現(xiàn)出親油性，能夠均一分散于氯仿中。
　　然后通過溶液共混法制備了一系列不同配方的聚乳酸/功能化石墨烯(PLA/GO-ODA)納米復合薄膜，并探討GO-ODA的含量對納米復合材料的形

3、態(tài)、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能、熱性能、機械性能及氣體阻隔性能的影響。通過SEM、XRD來觀察GO-ODA納米片與納米復合材料的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明GO-ODA均一的分散于PLA基質(zhì)中，未發(fā)生團聚，并且GO-ODA的添加并未改變PLA的晶型。通過DSC、POM、TGA、機械性能測試和透氧性測試探討了復合材料的結(jié)晶行為、熱穩(wěn)定性、力學性能和氣體阻隔性。DSC結(jié)果顯示在較低含量GO-ODA下，納米復合材料的冷結(jié)晶溫度均降低，PLA-0.4和PLA-0.

4、6的冷結(jié)晶溫度最低，即說明GO-ODA作為一種異相成核劑，促進PLA在非等溫結(jié)晶過程中晶核生成速率;通過POM研究了GO-ODA對PLA等溫結(jié)晶行為的影響，結(jié)果表明GO-ODA的加入促進PLA的成核速率和晶體生長速率，同時減小球晶尺寸;TGA結(jié)果表明GO-ODA的加入使PLA的熱穩(wěn)定性明顯提高，當質(zhì)量損失5wt％時，PLA-0.4的熱分解溫度比純PLA提高14℃;力學性能測試結(jié)果顯示，當GO-ODA含量為0.2wt％時，納米復合材料呈現(xiàn)