聚乳酸改性研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種來源于可再生資源的生物可降解材料，它具有廣闊的市場(chǎng)前景，因此被認(rèn)為是新世紀(jì)最有前景的生物醫(yī)藥材料和新型包裝材料。除此之外，PLA被認(rèn)為是可代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料的環(huán)境友好型材料。然而，脆性、耐熱性差、抗沖擊性差等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了聚乳酸在工程領(lǐng)域的發(fā)展，因此，對(duì)PLA的機(jī)械性能及熱性能的改性成為目前研究的重點(diǎn)。
　　 本文主要針對(duì)PLA作為通用塑料應(yīng)用存在的問題，采用共混改性的方法，以期獲得具有使用價(jià)值的增強(qiáng)耐熱聚乳酸材

2、料，為加速推廣應(yīng)用完全生物降解聚乳酸材料奠定基礎(chǔ)。通過天然纖維及蒙脫土分別對(duì)聚乳酸進(jìn)行了改性，制備了PLA/天然纖維、PLA/蒙脫土復(fù)合材料，并借助萬能材料試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀、熱失重分析儀、差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等手段分析了共混膜的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性等。論文主要工作及取得的結(jié)果如下:
　　 (1)通過溶劑揮發(fā)法制備了三種PLA/天然纖維膜，與純聚乳酸相比，材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量有所提高，三種

3、天然纖維增強(qiáng)效果以椰棕纖維最佳，木纖維其次，之后是竹纖維。特別是纖維經(jīng)過改性之后，增強(qiáng)效果可進(jìn)一步改善，其中當(dāng)改性椰棕纖維添加量為2％時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值，為23.3MPa，較純PLA提高25％。但是，加入天然纖維后體系的斷裂伸長(zhǎng)率有一定下降。另外，體系的玻璃化溫度和熔融溫度無明顯提高，但體系熔融焓增加，結(jié)晶度有所提高。
　　 (2)通過溶液插層方法，制備了蒙脫土/殼聚糖（簡(jiǎn)稱MMT/CS）插層復(fù)合物，并對(duì)CS相對(duì)分子量

4、、CS用量、插層反應(yīng)溫度、插層反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)插層效果的影響進(jìn)行了研究;插層復(fù)合物的結(jié)構(gòu)通過XRD，TEM，TGA，F(xiàn)TIR等進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:隨著CS分子量降低，插層復(fù)合物的層間距逐漸增大;隨著反應(yīng)溫度的上升，插層復(fù)合物的層間距呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，插層復(fù)合物的層間距先增大后逐漸趨于平衡。在60℃下，相對(duì)分子量為3000的CS，插層反應(yīng)時(shí)間為6h時(shí)，所得到的MMT/CS插層復(fù)合物的層間距最大，從原土的層間

5、距1.44nm增大到1.84nm。
　　 (3)PLA/MMT復(fù)合材料通過溶劑揮發(fā)法制得，材料性能通過萬能材料試驗(yàn)機(jī)、DMA、XRD、TEM、TGA等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，體系的機(jī)械性能有一定提高，拉伸強(qiáng)度提高了將近8MPa，拉伸模量從120MPa提高到了1750MPa。體系的熱性能也得到了一定改善，蒙脫土的加入有效提高了體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，蒙脫土添加量為2％時(shí)，體系的玻璃化溫度提高最為顯著，從59.7℃提高到70.1℃。此外