PLA-b-PCL多嵌段共聚物的制備及其低溫壓力誘導(dǎo)流動成型的研究.pdf

1、聚乳酸由于其良好的生物可降解性和生物相容性，一直受到工業(yè)界和科學(xué)界的廣泛關(guān)注，為了克服聚乳酸本身的缺陷以替代傳統(tǒng)塑料，各國學(xué)者對此進(jìn)行了廣泛的研究。聚乳酸類材料要實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)替代傳統(tǒng)塑料，除了對其進(jìn)行改性外，還要解決加工過程中的熱降解問題，然而大部分的研究雖然改善了聚乳酸的性能，但很少能有效避免聚乳酸類材料在加工過程中的熱降解。 本文在對聚乳酸進(jìn)行共聚改性的同時通過將低溫壓力誘導(dǎo)流動成型的加工方法應(yīng)用至聚乳酸類材料的加工中，解

2、決了聚乳酸類材料在傳統(tǒng)加工中的熱降解問題。低溫壓力誘導(dǎo)流動成型是一種新興的低溫成型加工工藝，這種工藝的最大優(yōu)點是使高聚物不經(jīng)熔融，在低于熔點的溫度下將聚合物直接加工成型，因此這種加工方法與傳統(tǒng)的加工方法相比能有效的避免聚合物的熱降解。在避免聚合物的熱降解的同時該加工方法還能節(jié)約能源、減少助劑、降低成本。通過高壓還能在聚合物中形成特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)，大幅度提高制品的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。本研究包括了從聚乳酸的合成改性到加工成型的整套過程，最終得

3、劍的聚乳酸共聚物樣條具有良好的力學(xué)性能，對聚乳酸的工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化具有重要的指導(dǎo)意義。 基于以上研究目的，本論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 首先，以自制丙交酯為單體，辛酸亞錫為催化劑，用羥基封端的PCL引發(fā)丙交酯開環(huán)，合成了一系列不同PCL含量的PLA—PCL—PLA三嵌段共聚物，并以HDI為擴(kuò)鏈劑，采用溶液擴(kuò)鏈的方法對三嵌段共聚物進(jìn)行擴(kuò)鏈，得到PLA—b—PCL多嵌段共聚物。擴(kuò)鏈效果明顯，分子量最高增長達(dá)5.1倍，多嵌

4、段共聚物的數(shù)均分子量已達(dá)100000。 其次，通過IR、1HNMR、DSC、TGA等手段對聚合產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征及性能研究，確定本文所合成的聚合物為PLLA和PCL的嵌段共聚物。研究了反應(yīng)時間、[OH]/[NCO]比值等反應(yīng)條件對三嵌段共聚物擴(kuò)鏈反應(yīng)的影響。確定反應(yīng)時間3小時為宜；[OH]/[NCO]對多嵌段共聚物分子量影響呈先升后降趨勢，即對每種三嵌段共聚物有一最佳[OH]/[NCO]值使擴(kuò)鏈后的多嵌段共聚物分子量達(dá)到最大。

5、 然后，對所合成的PLA—b—PCL多嵌段共聚物進(jìn)行低溫壓力誘導(dǎo)流動成型，結(jié)果表明：在低于共聚物熔點的溫度下，該共聚物在壓力下能很好的流動成型，原本不透明的聚合物粉末在成型后變成了透明的樣條。本文還研究了低溫壓力誘導(dǎo)流動成型中不同PCL含量、不同加工溫度、不同加工壓力對聚合物的流動性、拉伸、沖擊性能影響。通過研究表明：樣條的拉伸強(qiáng)度隨PCL含量的升高而降低，隨加工溫度的升高而升高；沖擊性能隨PCL含量、加工溫度、加工壓力呈先升后將