聚乳酸纤维(材料)抗水解性能的研究

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可生物降解高分子材料的研究开发是解决“白色污染”的有效方法之一。其中,聚乳酸以其优良的生物降解性能,可加工性等优点已经成为可生物降解高分子材料的研究热点。然而聚乳酸产品在短时间内会降解,极大的限制了聚乳酸的应用。本研究拟通过聚乳酸内部和外部结构调整来达到延缓材料的降解目的。在聚乳酸内部结构调整方面。我们研究了在合适的溶剂成膜条件下通过添加中性缓冲盐来延缓聚乳酸材料的降解。聚乳酸在降解过程中,产生的羧基或乳酸对聚乳酸的降解产生自催化作用。通过缓冲盐的添加,可以调整聚乳酸材料内部的pH值,这样在一定时期内可以使聚乳酸材料大部分区域的pH保持在降解程度最慢的中性环境中。本实验添加的缓冲盐为磷酸氢二钠和磷酸二氢钾,添加量为3%-5%。通过在95℃水浴、50℃干湿环境的降解实验表明添加中性缓冲盐的聚乳酸材料强度保持率明显较高。通过SEM、WXRD和粘均分子量数据证明,本文添加的缓冲剂并没有改变聚乳酸的结晶度,而是对聚乳酸的降解的确可以起到缓解降解的作用。在聚乳酸外部结构调整方面。我们研究了聚乳酸的拒水拒油整理对聚乳酸降解性能的影响。在试验中,我们探索了PLA纤维合适的整理工艺,对不同整理条件下获得的PLA纤维,通过拒水拒油等级测试、纤维与水珠接触角测试以及整理对聚乳酸材料的降解等进行综合考虑,确定整理工艺条件为150℃下培烘3min。在此整理条件下获得的PLA纤维拒水拒油性能最好。把拒水拒油整理的PLA纤维进行降解实验,并根据纤维断裂强度、断裂伸长率、粘均分子量和SEM对降解性能进行综合评价,表明聚乳酸纤维在经过拒水拒油整理后,的确可以极大地延缓纤维的降解程度。本文的研究表明,无论是通过聚乳酸内部缓冲剂的添加还是聚乳酸纤维表面拒水拒油整理,都可以延缓聚乳酸材料的水解降解。为耐水解聚乳酸材料的制备提供了参考。
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