论文部分内容阅读
聚乳酸(PLA)来源于自然界大量存在的可再生资源，且具有良好的生物降解性和生物相容性以及对自然环境和人体的无毒性，因而受到了人们的广泛关注。近年来，由于PLA生产工艺的革新，其生产成本大大降低，这又进一步刺激了人们对其性能及潜在应用的研究。然而，PLA较差的热稳定性、尺寸稳定性、阻隔性能及较低的抗冲击性能等极大的限制了其进一步的开发和工业应用。此外，结晶速率相对较慢也是PLA的一大缺点。另一方面，若想将PLA应用于尖端材料科技领域，则需要其具备某些特殊的性能，如优异的耐热变形性能和持久耐用性等。针对PLA的结构和性能特点及不足之处，本文研究了基于PLA的两种共混体系。论文的主要内容和结论如下:(1)通过直接熔融共混法制备了聚左旋乳酸(PLLA)/聚右旋乳酸(PDLA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合材料，其中，PDLA的含量为5-20 wt％。密炼共混时扭矩的变化以及示差扫描量热分析均证明了PLLA/PDLA/MWCNTs纳米复合材料中聚乳酸立构络合晶体的形成。场发射扫描电子显微镜的观察结果显示，当PDLA的含量达20 wt％时，MWCNTs在三元共混物PLLA/PDLA/MWCNTs中有很好的分散性。PLLA/PDLA/MWCNTs纳米复合材料的结晶速率比PLLA/MWCNTs纳米复合材料快，此外，PDLA的加入并没有改变PLLA/MWCNTs纳米复合材料的结晶机理和结晶结构。在玻璃化转变温度（Tg）以上，与纯PLLA和PLLA/MWCNTs纳米复合材料相比，PLLA/PDLA/MWCNTs纳米复合材料的储能模量显著提高。另外，PDLA的加入使得PLLA/MWCNTs纳米复合材料的水解降解速率显著增加，这对于扩大PLLA的应用可能具有非常重要的现实意义。 (2)通过溶液共混法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的含量为20-80 wt％的立构络合型聚乳酸(sc-PLA)/PMMA复合材料，并对其相容性和结晶行为进行了详细的研究。Tg的测试结果表明，sc-PLA/PMMA在无定形态是相容的。非等温结晶动力学研究发现，sc-PLA/PMMA的结晶峰温度比纯sc-PLA略低，说明复合材料中的PMMA对sc-PLA组分起到了一定的“稀释”作用，对其结晶过成起到了限制作用。等温结晶动力学研究发现，随着PMMA含量的增加，结晶峰时间的倒数（tp-1）的值逐渐减小，表明，在同样的等温结晶温度（Tc）下，无定形态PMMA的加入对sc-PLA的等温结晶有抑制作用。Avrami指数n值变化不大，表明sc-PLA的结晶机理及晶体结构应该没有因PMMA的加入而发生变化。此外，本文估算所得的Flory-Huggins相互作用参数的值是负的(x12=-0.16)，进一步证明了sc-PLA/PMMA是相容体系。