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聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,可广泛应用于生物医学和食品包装等领域。但PLA的脆性大,热变形温度较低。为了解决这些问题,拓宽应用领域,需要对PLA进行增韧改性。本文以新型三嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯(SBM)弹性体为增韧剂,对PLA进行增韧改性。研究中选用两种牌号的PLA和四种不同组成的SBM,制备了多个PLA/SBM共混体系,并对共混物性能进行了表征。从PLA的基体特性、弹性体分子量和组成两个影响增韧效果的主要因素入手,考察了SBM对PLA增韧作用规律。为了提高PLA与SBM的相容性,本研究在SBM大分子上接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)链段。此外,为进一步提高PLA的性能,可以考虑将碳纳米管(CNT)引入PLA/SBM。本论文初步探讨了CNT的表面改性,为后续制备PLA/SBM/CNT共混体系做好准备。本研究得到以下结论:(1)采用相同的SBM增韧剂时,分子量较小的PLA(PLA4032D,熔体流动速率为7g/10 min),在较低的添加浓度(10wt%)下发生脆韧转变,增韧效果良好;而对分子量较大的PLA(PLA2003D,熔体流动速率为6g/10 min),则需要在15wt%添加浓度下,发生脆韧转变;此后,PLA4032D/SBM和PLA2003D/SBM体系的冲击强度均随SBM浓度的增加而增大,分子量较小的PLA4032D在SBM浓度为25wt%时,冲击强度达到最大值(9.34 KJ/m~2),随后开始下降,而分子量较大的PLA2003D在SBM浓度为20wt%时,强度最高,此时强度为10.78 KJ/m~2。PLA/SBM共混物呈两相结构,发生脆韧转变时的共混物临界基体层厚度分别为194 nm(PLA4032D)和119 nm(PLA2003D),进一步说明PLA4032D比PLA2003D更容易通过SBM增韧。与纯PLA相比,加入SBM后,PLA4032D结晶温度降低,且结晶度增加,这是由于加入的SBM充作了成核剂的作用。相反,加入SBM后PLA2003D的结晶温度升高,结晶能力降低,SBM会阻碍PLA2003D结晶。当SBM添加量较高(15wt%)时,PLA2003D/SBM共混物转变为无定形。(2)对弹性体SBM而言,分子量较小、丁二烯组分含量适中的SBM E21对PLA表现出有较好的增韧作用。共聚物的嵌段组成对共混物拉伸性能的影响较大,聚丁二烯组分含量越大,越不利于PLA/SBM共混物的刚性。不论使用哪种SBM,均可以增加PLA4032D/SBM共混体系的结晶度。(3)采用熔融接枝方法,制备了接枝聚合物SBM-g-GMA。接枝反应过程中,当GMA、NVP(N-乙烯基吡咯烷酮)、DCP(过氧化二异丙苯)分别为体系总质量的3%、3%、0.3%时,SBM-g-GMA的接枝率较高(GMA与SBM重量比为0.27%)。SBM-g-GMA与PLA共混后,PLA的羟基和羧基与SBM-g-GMA的环氧基反应,强化了两相的界面粘合,提高了PLA与SBM的相容性。在实验范围内,PLA4032D/SBM-g-GMA共混物的冲击强度随SBM-g-GMA含量的不断增加而不断提高,当SBM-g-GMA浓度为10wt%时,共混物发生脆韧转变;浓度增加至25wt%,冲击强度为18.15 KJ/m~2,是PLA/SBM共混物(SBM含量为25wt%)冲击强度的2倍。拉伸过程中出现了明显的应力发白和细颈现象,断裂伸长率最大值可达到28.82%。(4)CNT在聚合物体系中容易产生团聚现象,本研究采用“graft from”技术,在CNT表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链段。通过红外、电镜和热重分析,证明了PMMA大分子链成功接枝到CNT表面,接枝率为10%。改性后的CNT为后续的PLA/SBM/CNT复合材料的制备和性能研究提供了物质基础。