增塑、成核及取向?qū)廴樗峤Y(jié)晶行為的影響.pdf

1、本論文在研究聚乳酸(PLA)結(jié)晶性能的基礎(chǔ)上，采用熔融共混技術(shù)制備了增塑劑聚乙二醇(PEG)、滑石粉(talc)和PLA的共混物，研究了PEG對(duì)PLA生成無(wú)序α晶(α'晶)和有序α晶的影響，探討了PEG和 talc對(duì)PLA非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的協(xié)同作用，為PLA在成型加工中控制制品的結(jié)晶形態(tài)和性能提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)方法。此外，通過(guò)注塑成型、擠出流延以及橡膠態(tài)拉伸制備了不同取向程度的PLA試樣，并對(duì)退火條件下取向試樣的結(jié)晶形態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，

2、為預(yù)測(cè)和控制制品的形態(tài)以及性能提供理論指導(dǎo)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.在85～155℃范圍研究了含有2％右旋乳酸單元聚乳酸的結(jié)晶行為，發(fā)現(xiàn)在結(jié)晶溫度Tc<110℃和Tc≥110℃時(shí)經(jīng)過(guò)等溫結(jié)晶分別生成了α'晶和α晶；α'晶在高溫退火時(shí)能夠轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆?，轉(zhuǎn)變速率與退火溫度有關(guān)；在α'晶的熔融曲線上，結(jié)晶放熱峰之前的吸熱峰依賴于加熱速率，α'-α相轉(zhuǎn)變過(guò)程中存在部分熔融現(xiàn)象。
　　 2.探討了PEG對(duì)PLA生成α'晶

3、和α晶的影響。在80～140℃溫度范圍等溫結(jié)晶時(shí)，PLA的結(jié)晶度隨PEG的加入而增大。WAXD結(jié)果表明，在PLA/PEG共混物中PLA易于生成α晶；當(dāng)PEG含量為15％時(shí)，PLA生成α'晶和α晶的臨界溫度從110℃降低至80℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的降低是其下降的主要原因。
　　 3.研究了PLA/PEG/talc共混物的非等溫結(jié)晶行為。結(jié)果表明，PEG和talc對(duì)增強(qiáng)PLA的結(jié)晶速率有協(xié)同作用，但兩種添加劑對(duì)PLA球晶大小和密度有著

4、相反的影響。采用Avrami、Ozawa和Mo三種動(dòng)力學(xué)模型分析了非等溫結(jié)晶數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Avrami方法和Mo模型能夠很好的描述所有試樣的非等溫結(jié)晶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但Ozawa方法未能恰當(dāng)?shù)拿枋龊衪alc共混物的非等溫結(jié)晶。添加的 talc降低了PLA分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力，而PEG則增強(qiáng)了PLA分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力。
　　 4.通過(guò)注塑成型以及擠出流延方法制備了較低取向程度的非晶PLA試樣。研究了不同退火溫度和時(shí)間得到流延薄膜試樣的結(jié)晶形態(tài)，

5、退火有利于得到取向結(jié)晶的PLA試樣。退火試樣的取向度依賴于牽引速率，牽引速率小于100cm/min時(shí)退火之后試樣是各向同性的。退火增強(qiáng)了PLA試樣的儲(chǔ)能模量和耐熱性能。
　　 5.通過(guò)橡膠態(tài)拉伸制備了較高取向程度的PLA試樣。研究了取向與PLA形態(tài)和結(jié)晶行為的關(guān)系，試樣的取向度與拉伸條件有關(guān)。當(dāng)拉伸溫度為60℃時(shí)，可以得到取向非晶的試樣；當(dāng)拉伸溫度為70℃時(shí)，在拉伸后退火過(guò)程中可以得到結(jié)晶試樣，且取向度增加；進(jìn)一步提高拉伸退火溫