论文部分内容阅读
聚乳酸(PLA)是一种非石油基生物可降解高分子材料,可缓解目前日益严重的环境污染和石油资源枯竭等问题,已成为国内外研究的热点。然而,PLA性脆、韧性低,限制了其在众多领域中的应用。为解决以上问题,本课题采用熔融共混的方法对PLA进行改性,制备PLA合金,提高韧性,扩大其应用领域。主要涉及以下几个方面:1.采用全硫化粉末橡胶羧基丁苯(SDB)或羧基丁腈(SDQ)对PLA进行增韧。研究结果表明,PLA与SDB或SDQ熔融共混能明显提高PLA的冲击强度和断裂伸长率;加入一定量的增容剂AX8900,冲击强度进一步提高;其中SDQ对PLA具有更好的增韧效果。SEM结果表明,由于溶解度参数差距较大,粉末橡胶在PLA中分散不理想,相对比较,SDQ颗粒尺寸较小,分散更均匀。DSC结果表明,SDB或SDQ的加入使PLA的结晶度下降。2.采用生物可降解的己二酸-对苯二甲酸丁二酯共聚物(PBAT)对PLA进行增韧,同时加入复合增容剂2,2-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉(BOZ)和邻苯二甲酸酐(PA),研究发现,BOZ/PA能显著提高PLA/PBAT合金的韧性,当加入1份BOZ和1份PA的复合增容剂时,PLA/PBAT合金的力学性能最佳,断裂伸长率为515%,拉伸强度为45.3MPa。SEM结果表明,加入BOZ/PA,分散相尺寸明显变小,且更均匀,两相界面更模糊。由此可见BOZ/PA能很好地改善PLA和PBAT的相容性,进而能提高PLA/PBAT合金的力学性能。GPC和DSC结果表明,BOZ/PA的加入使PLA/PBAT合金的分子量增加,PBAT的加入使PLA的结晶度下降。DMTA结果显示,与纯PLA相比,PLA/PBAT合金的储能模量和损耗模量下降,且BOZ和PA的加入使PLA的Tg下降。3.采用增容剂ADR4370S(ADR)、1,6-己二醇二缩水甘油醚(HDE)或过氧化二异丙苯(DCP)增容PLA/PBAT合金,研究发现,添加适量的增容剂能明显改善PLA/PBAT合金的力学性能。PLA/PBAT(80/20, wt)的断裂伸长率为212%,添加1份的ADR和HDE合金的拉伸断裂伸长率分别提高到460%和430%,添加0.1份的DCP,其拉伸断裂伸长率提高到476%;并且增容剂也能提高其拉伸强度。SEM结果表明,三种相容剂的加入都有利于PBAT的分散,其中ADR的增容效果最明显。GPC数据表明,加入ADR、HDE或DCP后,PLA/PBAT合金的分子量增加;其中,加入1份的ADR,其分子量由PLA/PBAT(80/20, wt)的5.97×10~4增加到10.22×10~4,效果最明显。4.加速降解实验表明:随降解时间的增加,样品的失重率增加,分子量下降。降解八周后,PLA的失重率达到39wt%,而PBAT只有4wt%的失重,可见,PBAT的降解速率较慢。添加ADR、HDE或DCP均能减缓PLA/PBAT合金的降解速率,其中添加ADR的效果最明显。PLA/PBAT(80/20, wt)降解液的pH值随降解时间的增加而下降;加入ADR、HDE或DCP后pH变化趋势与PLA/PBAT(80/20, wt)相似,其中,加入ADR后pH值下降速率较慢。