兩種不同構(gòu)型聚乳酸共混物的結(jié)晶性能研究.pdf

1、聚乳酸作為生物可降解材料的一種，對環(huán)境友好、無毒害，可應(yīng)用于組織工程、藥物緩釋等生物醫(yī)用材料，以及石油基塑料的替代材料。根據(jù)立體異構(gòu)的不同，聚乳酸可分為聚左旋乳酸(PLLA)、聚右旋乳酸(PDLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)等幾種不同的旋光性聚合物。PLLA與PDLA共混形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶(sc-PLA)可以明顯提高PLA的耐熱性等，從而進(jìn)一步擴(kuò)大PLA的應(yīng)用范圍。因此，通過PLLA與PDLA共混形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶將是改善聚乳酸耐熱性最有效

2、和最有前途的方法。
　　 聚乳酸的結(jié)晶性能取決于其自身的性質(zhì)。為了選擇合適的有利于形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)聚乳酸(sc-PLA)的原料，本論文對幾種PLLA以及PDLA原料的性質(zhì)如粘均分子量以及消旋度等進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，選擇了消旋度較低，且分子量接近的PLLA-4和PDLA-1以1:1的比例進(jìn)行配對共混，得到的共混物具有較好的結(jié)晶能力。通過對PLLA/PDLA共混物結(jié)晶性能的研究發(fā)現(xiàn)，盡管在共混物中生成較多的sc-晶體，但仍然存在

3、大量的單組分晶體。
　　 為了減少單組分晶體的量，同時促進(jìn)sc-晶體的形成，從而改善共混物的熱性能，本論文對共混薄膜以及纖維進(jìn)行了不同條件的處理，并對處理后樣品的結(jié)晶性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，熱處理后的薄膜sc-結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度有較大幅度的提高，且隨著熱處理時間的增加以及熱處理溫度的升高而增加；與之對應(yīng)，單組分晶體隨之減少。與初生纖維相比，拉伸后纖維的結(jié)晶度顯著增加，且隨著拉伸倍數(shù)的增加，單組分晶體以及sc-晶體的含量均有一定程度的

4、增加。對拉伸后的PLLA/PDLA共混物纖維進(jìn)行熱處理，纖維的結(jié)晶度明顯提升。低溫?zé)崽幚?160℃以下)對纖維中單組分晶體的影響不大；而當(dāng)熱處理溫度達(dá)到180℃甚至更高時，單組分晶體隨之熔化消失。sc-晶體的含量經(jīng)熱處理后顯著增加，并且隨熱處理溫度的升高而逐步增加，當(dāng)溫度為200℃時，部分熔化的單組分晶體轉(zhuǎn)化成sc-晶體，從而使纖維中的sc-晶體的含量再次大幅度增加。
　　 隨著熱處理溫度的提高，纖維的斷裂強(qiáng)度及初始模量下降，而

5、斷裂伸長呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。高溫?zé)崽幚肀M管增加了纖維中的sc-晶體的含量，提高了纖維的耐熱性能，但嚴(yán)重降低了纖維的力學(xué)性能。
　　 為了使PLLA與PDLA共混時形成較完全的立體復(fù)合結(jié)構(gòu)，本論文選用五種成核劑，分別為TMP、TMC、水滑石、TMC與水滑石共混以及TMP與水滑石共混，研究了不同成核劑對PLLA/PDLA熔融共混物結(jié)晶性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，聚乳酸共混體系結(jié)晶速率較緩慢，加入成核劑后能顯著提高結(jié)晶度和結(jié)晶速率。

6、其中TMP、TMC既能抑制PDLA、PLLA晶體的形成，又能促進(jìn)立體復(fù)合晶體的生成，是一種非常有效的聚乳酸共混體系的成核劑。
　　 論文最后采用差示掃描量熱儀(DSC)研究了該共混體系的非等溫結(jié)晶動力學(xué)，并分別按照Avrami方程和莫志深提出的方法對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，得到了相關(guān)的結(jié)晶動力學(xué)參數(shù)。F(T)值隨著相對結(jié)晶度C(T)的增加而增大，表明在單位時間內(nèi)，共混物熔體結(jié)晶要達(dá)到高的相對結(jié)晶度需選取高的冷卻速率；Ozawa指