聚乳酸的共聚改性及在農膜上的應用研究.pdf

1、聚乳酸屬于環(huán)境友好型的生物質基高分子材料,其開發(fā)和使用對于世界能源與環(huán)境具有重要意義。聚乳酸材料大多通過乳酸二聚體開環(huán)制備,生產成本高,且本身的脆性比較大,推廣和應用受到了限制。
　　本文通過乳酸縮合聚合、共聚改性及復合改性的方法,研究不同聚合條件條件對聚乳酸材料的影響。以PLA/PEG共聚物農膜進行田間實驗,考察正常自然條件下降解周期。通過FT-IR、DSC、GPC、TG、XRD、核磁及拉伸等一系列測試進行結構及性能表征。結果如

2、下:
　　(1)直接縮合聚合制備聚乳酸
　　以D,L-乳酸單體為原料,通過直接縮合聚合反應合成了聚乳酸。在溫度為170~180oC,聚合時間10~12 h,反應壓力不高于6 kPa,催化劑辛酸亞錫的用量為乳酸用量的0.5 wt.％的條件下,可獲得分子量不低于11000的聚合物。從XRD中可以看出,聚合物的14.9o、16.8o、19.2o和22.4o處出現了四個寬而且弱的峰,說明所得聚(D, L-乳酸)不具有較好的結晶性。<

3、br>　　(2)雙羧基聚乳酸/聚乙二醇(PDLLA di-COOH/PEG)共聚物的制備及性能研究
　　以乳酸和1,4-丁二酸為原料,直接縮合聚合得PDLLA di-COOH,并通過與聚乙二醇的耦合反應,合成了PDLLA di-COOH/PEG共聚物。通過FT-IR、1HNMR確定了共聚物的結構。與均聚物相比,共聚物的玻璃化轉變溫度(Tg)從49.4oC降至42.6oC,最大分解溫度從289oC降低到282oC。聚合物在110/2

4、00(d110/200)由PDLLA的0.524 nm減小到了共聚物的0.516 nm。共聚物的吸水性能力增強,水解作用隨聚乙二醇用量增加而變大。
　　(3)PLA/OMMT納米復合材料的制備與性能研究
　　以PEG4000為Na-MMT改性劑改性蒙脫土,通過復合獲得納米改性聚乳酸復合材料。最佳工藝條件為:無水乙醇/MMT質量比為50:1,超聲1 h,在80oC下,1000 rpm攪拌1h后,加入MMT質量分數的20wt.%

5、的PEG4000,1500rpm繼續(xù)反應3h。經過XRD和熱失重檢測,OMMT20的層間距為1.87nm,OMMT中PEG4000的包覆量為13.27 wt.%,PEG的利用率為79.60%。
　　通過對復合材料的熱穩(wěn)定性和拉伸性能的測試,得出OMMT20可以同時提高聚乳酸的強度和韌性。在OMMT20用量為PLA的1.0 wt.%時,效果最好,拉伸強度和斷裂伸長率達到了55.07 MPa和3.40%,分別提高了9.8%和27.3%