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目前,对聚乳酸的研究越来越受到人们的关注,但是,限于聚乳酸的价格以及l生能方面存在的一些问题,目前聚乳酸只是在医药,生物等方面有一些应用。为了拓展聚乳酸的应用领域,就必须对其进行改性。聚乙二醇(PEG)等拥有许多优异的物理化学性质和生物学性能,与聚乳酸(PLA)可以很好的互补。通过对聚乳酸的改性有望解决这两方面的问题,因此对其改性也是目前研究的热点。
本文将聚乙二醇系列(PEG)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、高岭石对PLA进行共混改性,制得复合材料;实验表明:
1.共混物的断裂伸长率最高可达195.7%,相比PLA的9%,其柔性得到较大的提高,说明PLA经增塑后,由脆性转化为韧性。
2.用热分析仪测得不同含量的PLA/PEG和PLA/DBP(DOP)共混物其玻璃化温度均较低,并随增塑剂含量的增加,共混体系的玻璃化温度(T<,g>)和熔点(T<,m>)逐步下降,PLA/PEG熔点最低可达到139.6℃,表明共混体系有较好的相容性:比较各个共混体系的力学性能,可以看到PLA/PEG共混体系,无论是拉伸强度还是断裂伸长率都要比同含量的PLA/DBP要好。用PEG作为增塑剂改性PLA效果比DBP的好。以PEG400的改性效果较为理想;红外光谱证实:低分子量的聚乙二醇-聚乳酸复合物其极性基团羟基与聚乳酸分子中的极性基团羧基的相互作用来取代原来的聚乳酸分子间作用力,有效地降低了聚乳酸分子间的相互作用,从而达到增塑的效果。
3.置换插层的方法:将熔融聚乙二醇置换插层在高岭石层间的二甲基亚砜分子,可制备出高岭石—聚乙二醇插层复合物,插层率达80%左右,层间距为1.123nm左右。红外分析表明该复合物的高岭石表面吸附有水分子并包覆有聚乙二醇分子。热分析表明插层复合物在170℃以下稳定。复合物的结构,与高岭石原样或有机小分子插层复合物有着显著不同的区别。插层后的高岭石板片厚度在纳米级,这种特殊结构使得复合物兼有高岭石和聚乙二醇的性能,具有较高的韧性和硬度等;
4.将高岭石—聚乙二醇复合物与聚乳酸共混后得到复合材料,经DSC和TG分析其热稳定性增强;力学性能较PEG2000-PLA有很大的提高。XRD图谱证实PLA中加入的高岭土达到剥离层离型纳米复合材料。