聚乳酸-有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚乳酸是一種可降解的生物高分子材料，具有優(yōu)異的性能，但是其結(jié)晶能力差、耐熱性不足、脆性大韌性差等的缺陷嚴(yán)重限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。本研究采用季銨鹽類(lèi)改性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、硅烷偶聯(lián)劑類(lèi)改性劑KH550、KH560和殼聚糖(CTS)對(duì)蒙脫土(MMT)改性，研究其改性機(jī)理，并以聚乳酸和優(yōu)選的有機(jī)蒙脫土為原料熔融插層制備聚乳酸/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料，研究比較了幾種納米復(fù)合材料的性能，探討插層結(jié)構(gòu)形成機(jī)理及插層結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的

2、影響，以期用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。研究的主要內(nèi)容如下:
　　1、蒙脫土的有機(jī)改性及插層機(jī)理研究
　　(1)將陽(yáng)離子表面活性劑CTAB、硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH560和CTS對(duì)MMT進(jìn)行有機(jī)改性，F(xiàn)T-IR和X射線(XRD）結(jié)果表明，表面活性劑CTAB插入MMT片層間，增加了片層間離，起到插層改性作用，而KH560/KH550/CTS覆蓋在蒙脫土表面對(duì)蒙脫土進(jìn)行了修飾，增加了相容性。
　　(2)將CTAB分別和KH550、K

3、H560和CTS有機(jī)復(fù)合改性MMT，制備得到二次功能改性有機(jī)蒙脫土TFC(KH550)、TFC(KH560)、TFC(CTS)，并研究了CTAB含量對(duì)蒙脫土改性效果的影響。FT-IR和X射線(XRD）結(jié)果表明，二次改性后的的TFC片層間距大于CMMT，說(shuō)明二次改性劑起到助撐作用，部分KH550、KH560和CTS進(jìn)入層間。采用1.0倍鈉離子交換量CTAB制得的有機(jī)蒙脫土(1.0-CMMT)片層間距大于采用0.5倍鈉離子交換量CTAB制得

4、的(0.5-CMMT)，對(duì)應(yīng)的TFC片層間距也較0.5-CMMT對(duì)應(yīng)的TFC片層間距大（相同種類(lèi)TFC相比）。
　　2、聚乳酸/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及性能表征
　　采用熔融插層法分別將MMT、1.0-CMMT、TFC和PLA復(fù)合，制備得到PLA/MMT、PLA/1.0-CMMT、PLA/TFC(KH550)、PLA/TFC(KH560)、PLA/TFC(CTS)納米復(fù)合材料，并通過(guò)XRD、DSC、TG研究有機(jī)蒙脫土含

5、量和種類(lèi)對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及耐熱性能的影響。
　　(1)XRD曲線表明，PLA/1.0-CMMT、PLA/TFC納米復(fù)合材料均形成了插層型結(jié)構(gòu);TFC的含量增大時(shí)，插層效果變差，1wt％TFC(KH560)/PLA和TFC(CTS)/PLA納米復(fù)合材料均形成了部分剝離結(jié)構(gòu)，1wt％和3wt％TFC(KH550)均形成了插層型結(jié)構(gòu)，且在含量為1wt％的三種TFC/PLA納米復(fù)合材料中，1wt％TFC(CTS)/PLA納米復(fù)合

6、材料插層效果最好。
　　(2)DSC數(shù)據(jù)顯示，同組分TFC/PLA納米復(fù)合材料的Xc比1.0-CMMT/PLA的Xc更高，Tc更低，抑制冷結(jié)晶效果更好，另外隨著有機(jī)MMT含量增加，復(fù)合材料的Xc逐漸減小，在1wt％時(shí)材料的Xc最大，其中1wt％TFC(KH550)/PLA納米復(fù)合材料的Xc高達(dá)39.23％，增比達(dá)到6％;研究中比較了1wt％的TFC/PLA復(fù)合材料的結(jié)晶性能，Xc均增大，但總體來(lái)說(shuō)1wt％的TFC(KH550)、T