可生物降解PLA-PBAT-PHBV共混材料的制備與可紡性研究.pdf

1、近年來(lái)，環(huán)境污染問題和能源短缺問題日益嚴(yán)重，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都在尋求可循環(huán)利用和環(huán)境友好型綠色材料。聚乳酸（PLA）是目前研究最多、產(chǎn)量最大、商業(yè)化最為成功的可生物降解材料之一，純PLA顯示出脆性，強(qiáng)度高而斷裂伸長(zhǎng)率低，使它的應(yīng)用領(lǐng)域受到限制；與PLA相反的是，己二酸-對(duì)苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）是柔韌性極好的彈性體材料；聚羥基丁酸酯戊酸共聚酯（PHBV）則降解速率快。PLA、PBAT、PHBV都是極具發(fā)展前景的可生物降解材料，廣

2、泛使用這些綠色材料以代替石油基材料，將顯著減少對(duì)石油資源的依賴，有利于可持續(xù)發(fā)展。
　　本文采用熔融共混法制備了不同質(zhì)量比的PLA/PBAT/PHBV三元共混材料及GMA改性PLA/PBAT/PHBV共混材料，系統(tǒng)地研究了共混材料的結(jié)晶性能、熱性能、相結(jié)構(gòu)、流變性能及力學(xué)性能，并分析了共混材料的相容性及可紡性。研究結(jié)果表明：
　　1.PLA/PBAT/PHBV共混材料的熱失重起始分解溫度與純PHBV相比提高了45℃，熱穩(wěn)定性

3、提高；材料中各組分Tg與單一體系相比幾乎無(wú)變化，PLA/PBAT/PHBV共混體系為完全不相容體系；同時(shí)PBAT和PHBV的加入阻礙了PLA的冷結(jié)晶；SEM觀察發(fā)現(xiàn)復(fù)合體系的共混形態(tài)呈“海-島”分布，PBAT和PHBV可均勻地分散于PLA基體中，相界面分明；隨著PBAT含量增加， PLA/PBAT/PHBV共混材料熔體的流動(dòng)性增加，溫度變化對(duì)黏度的影響變大；力學(xué)性能研究顯示，PLA/PBAT/PHBV(70/20/10)組材料在保留純P

4、LA的60％拉伸應(yīng)力的同時(shí)，拉伸應(yīng)變提高到純PLA的2.6倍，韌性得到改善。
　　2.以GMA為增容劑，采用反應(yīng)性共混制備的PLA/PBAT/PHBV共混材料中PLA組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）下降，PLA/PBAT/PHBV共混材料異相間界面變模糊，由界面完全分離狀態(tài)向部分粘結(jié)甚至“?！毕鄬ⅰ皪u”相整體包覆狀態(tài)改變，粒徑尺寸減小，分散均勻程度提高，GMA對(duì) PLA/PBAT/PHBV共混材料的增容作用顯著。GMA對(duì)PLA/PBA

5、T/PHBV共混材料中PLA組分的結(jié)晶作用產(chǎn)生了影響，其結(jié)晶溫度（Tc）、熔融溫度（Tm）下降及結(jié)晶度（Xc）下降。
　　3.采用反應(yīng)性共混制備的PLA/PBAT/PHBV共混材料的熱穩(wěn)定性有所改善；改性后的共混材料熔體黏度略有增加，溫度和剪切速率對(duì)熔體黏度的影響仍較大，剪切速率較高時(shí)GMA含量、溫度變化對(duì)黏度影響顯著減小，加工較為容易；GAM使PLA/PBAT/PHBV共混材料的可紡性顯著改善，熔體紡絲速率提高，纖維最大牽伸速率