论文部分内容阅读
本文首先采用开环聚合法和溶液聚合法分别制备了聚乳酸-环氧大豆油共聚物(PLLA-ESO)及低聚乳酸表面修饰的二氧化硅(g-SiO2)，然后分别以g-SiO2、滑石粉(Talc)、多酰胺类化合物(TMC)为成核剂与PLLA-ESO熔融共混制备了复合材料。并研究了PLLA-ESO共聚物及其复合材料的等温结晶动力学、结晶形貌、热性能、力学性能及耐热性能。通过差示扫描量热仪(DSC)和结晶速率测试仪对PLLA-ESO共聚物及其复合材料的等温结晶动力学进行了研究。结果表明：PLLA-ESO共聚物及其复合材料在120°C等温结晶速率最快；所有样品的Avrami指数n值均在2.32-4.67之间，随着成核剂含量的增加K值逐渐增加，而结晶半周期(t1/2)逐渐减小。三种成核剂相比较，TMC具有高效成核的特点，TMC含量达2wt%时，PLLA-ESO/TMC复合材料的结晶速率最快。采用热台偏光显微镜(POM)对成核的复合材料结晶形貌进行了观察。结果表明：随着成核剂量的增加，晶体成核密度均增大，晶体尺寸变小。成核剂g-SiO2、Talc成核的PLLA-ESO共聚物为球状晶形，而TMC成核的PLLA-ESO的结晶为针状晶形。采用DSC、X-射线衍射(X-ray)、电子拉力机、热变形温度测试仪等研究了成核剂对PLLA-ESO及其复合材料的结晶性能、热性能、力学性能及耐热性能。结果表明：成核剂的加入，均未改变PLLA-ESO的晶型，并且随着成核剂含量的增加，PLLA-ESO的特征衍射峰和结晶度(X c)均随之增大，冷结晶温度(Tc c)降低，而熔融温度(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)却基本保持不变。PLLA-ESO/Talc复合材料与g-SiO2和TMC成核的PLLA-ESO复合材料相比，具有更好的力学性能。当Talc含量为1wt%时，PLLA-ESO/Talc复合材料的拉伸强度及断裂伸长率达最大值，且分别比纯PLLA-ESO提高了近3.1%和294%；g-SiO2成核的PLLA-ESO复合材料，在其含量为2wt%时，拉伸强度及断裂伸长率达最大值；而TMC成核的PLLA-ESO复合材料在其含量为1.5wt%时拉伸强度达最大值，断裂伸长率值却最小。随着成核剂含量的增加，PLLA-ESO热变形温度逐渐增加，退火处理后效果尤其显著。经退火处理后， PLLA-ESO复合材料的热变形温度得到大幅提高。PLLA-ESO/Talc10wt%的热变形温度达119.5°C，含有10wt%TMC的复合材料HDT值达103.7°C，而g-SiO2含量达10wt%时，其HDT值达127.7°C。