聚L-乳酸-蒙脫土復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、石油資源的日益枯竭和白色污染引起的環(huán)境問題迫使人們開發(fā)尋找出能替代石油基塑料使用的高分子材料，聚乳酸塑料由于其生物完全可降解性和優(yōu)異的生物可相容性而成為近年來人們研究的熱點。但聚乳酸作為包裝材料存在耐熱性能不好、結(jié)晶速率低和阻隔性弱等缺點，本課題旨在利用納米蒙脫土(OMMT)對聚L-乳酸(PLLA)進行改性，考察熔融復(fù)合和溶液復(fù)合工藝對PLLA材料結(jié)構(gòu)與性能的影響，為該類材料在食品醫(yī)藥包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。實驗內(nèi)容包括以下兩方面:<

2、br>　　(1)通過熔融復(fù)合的方法制備了PLLA/OMMT復(fù)合材料，用電子萬能試驗機、透射電鏡(TEM)、差式掃描量熱儀(DSC)和熱重分析(TG)等手段考察了復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱學(xué)行為和形態(tài)與結(jié)構(gòu)。力學(xué)性能方面，復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度和模量均較PLLA的有所降低;缺口沖擊強度隨OMMT含量的增加有小幅提升，而斷裂伸長率則隨OMMT的增加顯著增大。TEM的觀察顯示，OMMT片層僅有小部分剝離在PLLA基體中，且體系中有孔洞缺陷存

3、在。偏光顯微鏡(POM)觀察原料PLLA及PLLA/OMMT復(fù)合材料在120℃下的冷結(jié)晶情況為:與原料PLLA相比，復(fù)合體系中PLLA的球晶尺寸有所減小和數(shù)目增多，有序度降低，PLLA/OMMT復(fù)合材料的結(jié)晶度均高于原料聚乳酸，且結(jié)晶度隨OMMT含量的增加而逐漸升高，表明OMMT對PLLA起到了一定的成核劑作用。通過比較TG半壽溫度和起始熱失重溫度，發(fā)現(xiàn)OMMT的加入提高了聚乳酸材料的熱穩(wěn)定性，OMMT含量在1％的時候材料的熱穩(wěn)定性最優(yōu)

4、。
　　(2)以氯仿為溶劑，用溶液復(fù)合法制備了PLLA/OMMT復(fù)合材料薄膜，對原料PLLA和PLLA/OMMT復(fù)合材料進行了力學(xué)性能、熱性能和結(jié)晶性能等方面的表征，用掃描電鏡(SEM)觀察了所得薄膜橫斷面的形態(tài)。PLLA/OMMT復(fù)合薄膜材料的拉伸強度隨OMMT含量的增加呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，當(dāng)OMMT含量達到2％時復(fù)合薄膜的拉伸強度最大。隨著OMMT含量的增加，復(fù)合薄膜的斷裂伸長率先減小后基本達到平衡。復(fù)合薄膜中的PLLA

5、的結(jié)晶尺寸較原料PLLA尺寸有所減小，并且有序度較原料聚乳酸要低，晶粒密度則有所增加。用掃描電鏡對PLLA復(fù)合膜進行了形態(tài)觀察，發(fā)現(xiàn)OMMT較為均勻地分散在聚乳酸基體中，沒有明顯的團聚現(xiàn)象發(fā)生，但OMMT含量在3wt％的時候，有明顯的部分顆粒聚集在一起，這和力學(xué)性能的結(jié)果相對應(yīng)。對材料的熱學(xué)行為分析表明，OMMT的加入提高了材料的結(jié)晶度，其含量在2wt％和2.5wt％時，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性較原料PLLA顯著增強。
　　與熔融復(fù)合法