PLA-g-GMA的制備及其對PLA-木粉復合材料性能的影響.pdf

1、本實驗通過對PLA進行熔融接枝改性以制備甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乳酸(PLA-g-GMA)，將接枝物作為增容劑加入到聚乳酸/木粉（PLA/WF）復合材料中進行研究，以期對PLA與WF的界面相容性進行改善。本論文的主要研究內容和結論如下:
　　以過氧化二異丙苯(DCP)為引發(fā)劑，利用雙螺桿擠出機為反應器通過熔融反應擠出法制備了PLA-g-GMA。通過1H NMR和FT-IR對產(chǎn)物的化學結構進行了表征，證實了GMA在PLA主鏈上的成

2、功接枝。通過對產(chǎn)物進行純化處理后利用返滴定法對產(chǎn)物的接枝率進行了測定，對反應擠出的工藝（反應溫度、GMA用量和DCP用量）進行了探討。發(fā)現(xiàn)當溫度為185℃，GMA用量和DCP用量分別為PLA質量的20％和0.8％時，PLA-g-GMA的接枝率達4.33％。PLA經(jīng)反應擠出后分子量發(fā)生降低，分子量分布也變寬，表明PLA在擠出過程中發(fā)生了降解;同時發(fā)現(xiàn)隨著接枝率的增大，接枝物的拉伸強度和斷裂伸長率呈現(xiàn)降低的趨勢;經(jīng)反應擠出后，PLA-g-G

3、MA在玻璃態(tài)下的儲能模量基本不變，但是熱變形溫度和玻璃化轉變溫度隨接枝率的增大而降低。
　　通過熔融擠出-注塑工藝制備了聚乳酸/木粉（PLA/WF）復合材料，將上述的接枝物PLA-g-GMA作為增容劑添加到復合材料中，研究接枝物對復合材料性能的影響。結果發(fā)現(xiàn)隨著PLA-g-GMA(4.33％)含量的增加，共混材料的拉伸、彎曲以及抗沖擊強度都呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢，都在增容劑含量為15％時達到最大值，其拉伸、彎曲和抗沖擊強度相對于

4、未增容的復合材料分別提高近31％、22％和35％，掃描電鏡(SEM)測試也發(fā)現(xiàn)添加增容劑后的PLA/WF材料斷面的空洞更少，呈現(xiàn)出更好的界面相容性。同時發(fā)現(xiàn)隨著PLA-g-GMA的接枝率的增加（從2.63％至4.33％），共混材料的力學強度不斷增大，說明接枝率越高的增容劑帶來越好的增容效果，PLA和WF的界面結合得到更好的改善。
　　利用雙螺桿擠出機CET-20對前期討論的大分子增容劑PLA-g-GMA的熔融擠出制備進行了中試放大

5、實驗，并對增容的PLA/WF共混材料進行了中試制備。發(fā)現(xiàn)經(jīng)反應擠出后PLA-g-GMA相比純PLA的分子量有較大程度的降低，說明在擠出過程中發(fā)生一定程度的降解，產(chǎn)物的熔融指數(shù)相比純PLA也有兩倍多的增大，PLA-g-GMA在制備過程中的擠出電流和熔體壓力都要高于PLA的擠出。將PLA-g-GMA添加到PLA/WF共混體系中，復合材料的力學強度有較明顯的提升，拉伸、彎曲和抗沖擊強度最大可提高27.7％、21％和52.7％，加入15％的增容