退火對(duì)聚乳酸結(jié)晶及耐熱性能的影響.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種新型的可生物降解材料，由于它的來(lái)源充分、可再生，且PLA降解的最終產(chǎn)物只有水、二氧化碳，對(duì)環(huán)境沒有污染，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。PLA具有良好的透明性、生物相容性以及可生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于一次性用品、包裝材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。但是作為半結(jié)晶性聚合物，PLA的結(jié)晶速率慢、結(jié)晶度低以及耐熱性能差等，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了它的進(jìn)一步應(yīng)用。因此要對(duì)PLA進(jìn)行結(jié)晶和耐熱改性。添加成核劑和退火處理均是提高PLA結(jié)晶和耐熱性

2、能的有效方法。但是僅僅依靠添加成核劑并不能使PLA材料達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求，而退火處理也會(huì)延長(zhǎng)PLA制品的成型周期，增加了成本，因此兩種方法均存在不足。本文將兩種方法相結(jié)合，在添加高效成核劑的同時(shí)，對(duì)成核的PLA進(jìn)行退火處理，期待退火能夠進(jìn)一步提高PLA的結(jié)晶及耐熱性能，而成核劑的加入能夠降低退火溫度，縮短退火時(shí)間。
　　本文選取改性木質(zhì)素(ML)和有機(jī)膨潤(rùn)土(OBT)作為聚乳酸的成核劑，通過(guò)熔融共混法制備了不同組分的PLA/ML和

3、PLA/OBT共混物，然后在不同的退火溫度、退火時(shí)間和退火介質(zhì)下對(duì)純的PLA與成核PLA進(jìn)行退火處理，通過(guò)差示掃描量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)、X射線衍射儀(XRD)、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)以及維卡、熱變形溫度測(cè)定儀等研究了退火對(duì)純PLA和成核PLA結(jié)晶及耐熱性能的影響。通過(guò)測(cè)試，得到以下結(jié)論：
　　POM照片顯示，PLA等溫結(jié)晶過(guò)程中出現(xiàn)“黑十字消光”現(xiàn)象，加入成核劑ML或OBT后，PLA材料的晶核密度均增大，結(jié)

4、晶速率加快；XRD的測(cè)試結(jié)果顯示，ML和OBT均能有效的促進(jìn)PLA的結(jié)晶，使其結(jié)晶更加完善，且成核劑加入前后PLA晶型并不發(fā)生改變，均為α晶型；通過(guò)DSC測(cè)試發(fā)現(xiàn)，成核劑ML和OBT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均是在0.5％時(shí)，能夠使PLA的結(jié)晶度出現(xiàn)極大值。
　　FTIR測(cè)試結(jié)果顯示退火不會(huì)引起PLA的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化；但是通過(guò)DSC和熱變形、維卡軟化點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果可知，退火能夠提高PLA的結(jié)晶度，改善PLA的耐熱性能；成核劑ML、OBT的加入能夠