新型復(fù)合成核劑對(duì)聚乳酸結(jié)晶性能及動(dòng)力學(xué)的影響研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種應(yīng)用前景廣泛的生物降解塑料，但其較差的結(jié)晶性能限制了其應(yīng)用范圍。基于此，本文研究了一種新型復(fù)合成核劑對(duì)PLA結(jié)晶性能及結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響。選取了改性木質(zhì)素(MZS-B)和活性膨潤(rùn)土(AB)，依照不同比例進(jìn)行復(fù)配，制備了10種不同的PLA/MZS-B/AB試樣。分別對(duì)試樣進(jìn)行了如下測(cè)試：示差掃描量熱(DSC)、偏光顯微鏡(POM）和力學(xué)性能測(cè)試，初步分析研究了該復(fù)合成核劑對(duì)PLA結(jié)晶性能和力學(xué)性能的影響，并探討了其中的

2、關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，選取測(cè)試結(jié)果較為典型的試樣，進(jìn)一步從熔體結(jié)晶和冷結(jié)晶的方向，利用DSC分別對(duì)其進(jìn)行了等溫結(jié)晶與非等溫結(jié)晶行為測(cè)試，重點(diǎn)研究了其機(jī)理及動(dòng)力學(xué)行為。
　　DSC測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合成核劑的加入對(duì)PLA的結(jié)晶度和結(jié)晶速率均有提升作用。升溫曲線顯示，復(fù)合成核劑的加入能使PLA的結(jié)晶度提升2-10％；降溫曲線顯示，復(fù)合成核劑的加入能顯著增加PLA的結(jié)晶放熱峰面積。這說明，該復(fù)合成核劑有效提升了PLA的結(jié)晶能力，增加了其結(jié)晶速

3、率。POM觀測(cè)顯示， PLA球晶呈現(xiàn)出明顯的黑十字消光現(xiàn)象。復(fù)合成核劑的加入顯著提升了成核密度，使得球晶數(shù)量增加，結(jié)晶速率上升；但同時(shí)導(dǎo)致球晶尺寸下降，且球晶結(jié)構(gòu)完善程度下降。力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合成核劑的加入能提升PLA的拉伸強(qiáng)度，但提升效果沒有明顯規(guī)律。另一方面，復(fù)合成核劑的加入使得PLA的拉伸模量和沖擊強(qiáng)度下降。
　　等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究顯示，復(fù)合成核劑的加入對(duì)PLA熔體結(jié)晶和冷結(jié)晶的速率均能起到顯著提升的作用，但對(duì)其結(jié)晶

4、機(jī)理影響不大。對(duì)于PLA的熔體結(jié)晶和冷結(jié)晶過程，其結(jié)晶前期行為近似，均按照Avrami模型所述線性增長(zhǎng)；但結(jié)晶后期行為明顯偏離線性關(guān)系，結(jié)晶機(jī)理變得復(fù)雜。此外，觀察PLA/復(fù)合成核劑試樣經(jīng)歷不同溫度等溫冷結(jié)晶后的升溫熔融曲線，發(fā)現(xiàn)其熔融峰位置出現(xiàn)雙峰，即熔融-再結(jié)晶現(xiàn)象。非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究顯示，相較于純PLA，PLA/復(fù)合成核劑試樣在同一降溫或升溫速率下，其熔體結(jié)晶和冷結(jié)晶放熱峰面積顯著增加。試樣的非等溫熔體結(jié)晶和冷結(jié)晶前期行為類似，