苯基磷酸鋅和多酰胺成核劑對聚乳酸結晶動力學影響的對比研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是已實現大規(guī)模工業(yè)化生產的生物可降解塑料，正在薄膜、瓶子以及纖維等領域得到越來越廣泛的應用。然而，PLA的結晶速率低，在實際成型加工得到的制品通常是非晶的，限制了其在具有耐熱性要求領域的應用。在PLA中添加成核劑可有效提高其結晶速率，改善其耐溫性能。苯基磷酸鋅(PPZn)和多酰胺(TMC)是聚乳酸成核劑中最有效的品種。本課題擬對含PPZn及含TMC的PLA結晶動力學展開對比研究，主要是基于兩個方面的考慮:
　　

2、第一，有關結晶動力學的研究會為實現成型加工和性能之間的關系提供依據;
　　 第二，PPZn無機金屬鹽，在降溫過程中它自身不會發(fā)生變化，而多酰胺是有機化合物，可溶于聚乳酸，在降溫的過程中會自組裝，因此，預料會對PLA的結晶行為產生不同的影響。
　　 本論文的主要研究結果如下:
　　 (1)從熔融態(tài)結晶的動力學研究。利用熔融共混的方法制備了含PPZn以及含TMC的PLA試樣，并用差示掃描量熱法(DSC)研究了其非等溫

3、及等溫結晶行為，結果表明:在給定的降溫速率下，PLA/PPZn和PLA/TMC的結晶峰溫均比純PLA的要高很多，而且PLA/PPZn比PLA/TMC的更高;而在等溫結晶條件下，PLA/TMC的結晶速率則PLA/PPZn的高，這一趨勢隨結晶溫度的升高變得更加明顯。可能的原因在于:在非等溫結晶條件下，溶解在PLA中的TMC沒有足夠的時間完成自組裝析出，從而影響了其促進PLA結晶的效率;而在等溫結晶時，TMC有足夠的時間自組裝析出，從而展現出

4、優(yōu)異的成核效率。另外，本論文還采用Avrami，Tobin和Ozawa模型對非等溫結晶動力學進行了分析，并利用Kissinger模型計算了結晶的活化能，結果表明:上述三種模型均能夠很好地描述試樣的非等溫熔融結晶過程;另外，用Kissinger模型估算得到的含有成核劑聚乳酸的活化能值比純PLA的高，可能原因在于PPZn和TMC的存在阻止了PLA分子鏈從熔融態(tài)移向晶體的表面，從而導致活化能的增加。
　　 (2)從玻璃態(tài)冷結晶的動力學

5、研究。用DSC研究了含PPZn以及含TMC的PLA試樣的非等溫及等溫冷結晶行為，結果表明，PPZn和TMC的加入明顯地促進了PLA的非等溫及等溫冷結晶，且PPZn的效果好于TMC。本論文還采用Avrami，Tobin和Ozawa模型對非等溫冷結晶動力學進行了分析，并利用Kissinger模型計算了結晶的活化能，結果表明:Avrami以及Tobin能夠很好地描述試樣的非等溫冷結晶過程，而Ozawa模型則不能;另外，用Kissinger模型