聚乳酸有機蒙脫土納米復合材料的制備及仿真.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種以可再生植物資源為原料的可降解高分子樹脂,由于它具有良好的生物相容性,因此在醫(yī)藥領(lǐng)域得到了較好的應用。但是PLA樹脂在耐用工業(yè)品領(lǐng)域的應用則相對較少,這是因為大規(guī)模的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式往往會使耐熱性較差的PLA在加工過程中就迅速降解。相關(guān)研究表明,添加少量有機蒙脫土能夠顯著提升PLA基體的熱穩(wěn)定性、力學強度、氣體阻隔性和降解速率等多種性能。
　　 本文以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和殼聚糖(CTS)作為改性

2、劑對鈉基蒙脫土(MMT)進行了有機改性,并以PLA和改性MMT為原料用溶液插層法制備出了聚乳酸／有機蒙脫土納米復合材料。為了探究有機改性劑以及PLA插層MMT的深層原因,本文使用分子模擬技術(shù)和實驗手段相結(jié)合的方法對聚乳酸／有機蒙脫土納米復合材料的結(jié)構(gòu)和性能進行了研究,主要工作如下:
　　 1)采用CTAB改性鈉基蒙脫土制得有機蒙脫土(OMMT),在此基礎上用CTS對OMMT進行二次改性制得二次功能性蒙脫土(TFC)。用溶液插層法

3、分別將純MMT、OMMT和TFC與PLA進行復合,制備了3種PLA基蒙脫土復合材料:PLA／MMT、PLA／OMMT、PLA／TFC。
　　 2)通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線、透射電鏡(TEM)對復合材料的結(jié)構(gòu)進行了表征,并通過熱重分析法(TG)考察了復合材料的熱穩(wěn)定性。X射線和TEM顯示,PLA／OMMT為插層型納米復合材料、PLA／TFC為剝離型納米復合材料,而PLA／MMT僅為微米復合材料。在這三種復合材料中

4、,PLA／TFC的熱穩(wěn)定性最好,其起始熱分解溫度較純PLA提高24℃。
　　 3)依據(jù)試驗所用原料構(gòu)建了MMT晶體模型以及CTAB、CTS、PLA分子模型,并以這些模型為基礎構(gòu)建了OMMT、TFC、PLA／OMMT、PLA／TFC模型。利用分子力學、分子動力學方法對MMT溶脹過程、有機改性劑插層MMT過程以及改性MMT與PLA的復合過程進行了模擬,結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果研究了有機改性劑及PLA插層MMT過程的驅(qū)動力。