聚乳酸立构复合结晶对聚乳酸结晶行为的影响

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聚乳酸是一种多晶型聚合物,左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)共存时可以形成立构复合结晶(SC)。本文主要研究了左旋乳酸(L-乳酸)的含量分别为89%、83%和50%的无规共聚物PLDLA与PDLA共混体系PLDLA/PDLA的结晶行为,通过偏光显微镜观测(POM),DSC分析以及广角X射线衍射,对体系的结晶动力学过程和结晶结构进行表征分析,研究了立构复合结晶对于结晶动力学过程的影响。在PDLA/PLDLA体系中,由DSC测定的等温结晶过程半结晶时间缩短,说明体系总结晶速率加快,SC的成核促进作用使得视野中球晶数量显著增加。但是通过POM观测发现PLDLA/PDLA共混体系中的球晶径向生长速率G降低,分析G的降低可能是由于立构复合结晶(SC)的存在导致。SC可能作为阻碍构象限制PDLA链段扩散移动,只有PDLA分子链不断运动调整达到适宜的位置才可以继续生长结晶,故而引起G降低。热力学分析结果表明PDLA/PLDLA共混体系中PDLA的平衡熔点和零生长温度Tzg没有受到SC结晶的影响,SC的存在导致非等温结晶过程的结晶温度增加。通过调整共混物中PLDLA的含量,发现不同分子链结构PLDLA的加入使得体系的结晶动力学行为呈现出相反的变化趋势,进一步的研究表明PLDLA/PDLA体系的SC结晶度以及视野中的球晶密度随时间变化趋势受到PLDLA分子链结构的影响产生较大差异。立构复合结晶过程可能伴随着局部有序结构的逐步优化,最终合并形成更加高度有序的结晶结构。
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