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聚乳酸属于环境友好型的生物质基高分子材料,其开发和使用对于世界能源与环境具有重要意义。聚乳酸材料大多通过乳酸二聚体开环制备,生产成本高,且本身的脆性比较大,推广和应用受到了限制。本文通过乳酸缩合聚合、共聚改性及复合改性的方法,研究不同聚合条件条件对聚乳酸材料的影响。以PLA/PEG共聚物农膜进行田间实验,考察正常自然条件下降解周期。通过FT-IR、DSC、GPC、TG、XRD、核磁及拉伸等一系列测试进行结构及性能表征。结果如下:(1)直接缩合聚合制备聚乳酸以D, L-乳酸单体为原料,通过直接缩合聚合反应合成了聚乳酸。在温度为170~180oC,聚合时间10~12h,反应压力不高于6kPa,催化剂辛酸亚锡的用量为乳酸用量的0.5wt.%的条件下,可获得分子量不低于11000的聚合物。从XRD中可以看出,聚合物的14.9o、16.8o、19.2o和22.4o处出现了四个宽而且弱的峰,说明所得聚(D, L-乳酸)不具有较好的结晶性。(2)双羧基聚乳酸/聚乙二醇(PDLLAdi-COOH/PEG)共聚物的制备及性能研究以乳酸和1,4-丁二酸为原料,直接缩合聚合得PDLLA di-COOH,并通过与聚乙二醇的耦合反应,合成了PDLLA di-COOH/PEG共聚物。通过FT-IR、1H NMR确定了共聚物的结构。与均聚物相比,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)从49.4oC降至42.6oC,最大分解温度从289oC降低到282oC。聚合物在110/200(d110/200)由PDLLA的0.524nm减小到了共聚物的0.516nm。共聚物的吸水性能力增强,水解作用随聚乙二醇用量增加而变大。(3)PLA/OMMT纳米复合材料的制备与性能研究以PEG4000为Na-MMT改性剂改性蒙脱土,通过复合获得纳米改性聚乳酸复合材料。最佳工艺条件为:无水乙醇/MMT质量比为50:1,超声1h,在80oC下,1000rpm搅拌1h后,加入MMT质量分数的20wt.%的PEG4000,1500rpm继续反应3h。经过XRD和热失重检测,OMMT20的层间距为1.87nm,OMMT中PEG4000的包覆量为13.27wt.%,PEG的利用率为79.60%。通过对复合材料的热稳定性和拉伸性能的测试,得出OMMT20可以同时提高聚乳酸的强度和韧性。在OMMT20用量为PLA的1.0wt.%时,效果最好,拉伸强度和断裂伸长率达到了55.07MPa和3.40%,分别提高了9.8%和27.3%。(4)基于聚乳酸/聚乙二醇共聚物农膜的田间降解实验研究随着覆膜时间的增长,生物降解农膜的分子量和力学性能逐渐下降。在暴晒60天左右时,农膜的纵向方向出现大量的裂缝,分子量及力学强度分别降低了约45%和59-83%。试验120天后,脆性增加,碎裂明显,机械性能几乎完全丧失。