聚乳酸的改性研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)作為可降解生物材料被廣泛作為一個(gè)可再生能源和可降解塑料使用,在服務(wù)用品,雜貨袋,廢物堆肥袋,電影及控制釋放材料,農(nóng)藥和除草劑。PLA有較高的機(jī)械性能,熱可塑性,織物的能力,和生物相容性。PLA的加工性能是比較差的,其生物降解速率也較低不容易控制。目前對于PLA的改性研究也逐成為熱點(diǎn),以便使它能夠作為的低成本,具有一定競爭力和靈活的商品聚合物。目前,PLA的改性主要集中在利用與生物相容性增塑劑共混或與其他聚合物共混改性。

2、 在本研究中,主要采用熔融共混法,以小分子的增塑劑丙三醇(Glycerol)、乙酰檸檬酸三正丁酯(ATBC)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)以及不同分子量聚乙二醇(PEG)、親水性的生物高分子材料殼聚糖(CTS)、納米無機(jī)粒子蒙脫土(MMT)作為改性劑,對聚乳酸進(jìn)行力學(xué)性能改性,研究討論了不同增塑劑改性劑及用量對PLA力學(xué)性能、結(jié)晶熱性能、吸水和降解性能、以及微觀結(jié)構(gòu)性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 1.在以Glycerol、ATB

3、C以及DOP作為增塑劑,對PLA進(jìn)行增塑改性研究中,研究發(fā)現(xiàn)：三種增塑劑均能提高PLA的韌性,其中利用ATBC增塑改性時(shí)效果最好,且當(dāng)其含量為15-20％時(shí),改性PLA的力學(xué)性能最佳；隨著ATBC的含量增加,PLA的熔體流動(dòng)性進(jìn)一步增強(qiáng)；熔點(diǎn)(Tm)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以及結(jié)晶溫度均有所下降,PLA的結(jié)晶能力增強(qiáng)；維卡熱變形溫度隨ATBC的增加呈先下降后上升的趨勢；ATBC的增加使改性PLA的吸水率有所降低,降解率有所上升。

4、 2.在以不同分子量PEG(分子量為200、400、600、1000)作為增塑劑,對PLA進(jìn)行增塑改性研究中,研究發(fā)現(xiàn)：隨著增塑劑含量的增加,經(jīng)四種不同分子量的增塑劑PEG改性后的PLA的斷裂伸長率有不同程度的增加,拉伸屈服強(qiáng)度均有不同程度的下降,而且隨著所用PEG分子量的降低,增塑改性PLA的拉伸屈服強(qiáng)度下降也越多。綜合比較可以得出,PEG400對PLA的增塑效率最高,且當(dāng)其的含量為10-15％時(shí),增塑改性的PLA力學(xué)性能最優(yōu)。在PL

5、A/PEG400=100/10共混體系中,加入一定量的殼聚糖可以增強(qiáng)了聚乳酸的親水性,表現(xiàn)為改性體系與水與接觸角變??；隨著殼聚糖含量的增加,改性PLA膜的斷裂伸長率和拉伸屈服強(qiáng)度有所下降；殼聚糖的加入確實(shí)增強(qiáng)了膜的親水性,在改善膜的生物相容性的同時(shí),能有效加快膜的降解速度。 3.采用鈉基蒙脫土(Na-MMT)和經(jīng)十八烷基三甲基氯化胺(OTAC)插層改性的有機(jī)蒙脫土(O-MMT),熔融插層共混法制備了聚乳酸/蒙脫土(PLA/MMT

6、)納米復(fù)合材料,討論了不同MMT及含量對PLA/Na-MMT和PLA/O-MMT增韌改性體系結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在PLA/Na-MMT和PLA/O-MMT共混體系中,Na-MMT和O-MMT以剝離和插層共存的結(jié)構(gòu)存在,隨著兩種MMT含量的增加,兩種共混體系的缺口沖擊強(qiáng)度上升和拉伸屈服強(qiáng)度均呈先上升后下降的趨勢,當(dāng)Na-MMT和O-MMT含量分別為2％和1％時(shí),共混體系的缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)最大值為6.875kJ/m2和7.