聚乳酸/聚碳酸酯合金材料的制备、结构及性能研究

来源 :杭州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenshi_shen
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聚乳酸来源于植物,其无毒、良好的生物相容性和生物降解性使其在医学领域和塑料包装行业受到广泛关注,并取得较大进展。由于聚乳酸材料的制备不依赖于不可再生的石化资源,其在工程塑料领域的应用也受到越来越多的关注。然而,聚乳酸材料本身韧性差、耐热温度低、结晶速度慢,因此其替代普通塑料的应用受到极大限制。聚碳酸酯是一种重要的工程塑料,具有耐热、抗冲击等优异的机械性能,在汽车、电子电器和民用等领域得到广泛应用。本文利用聚乳酸(PLLA)和聚碳酸酯(PC)性能互补的特点,采用两种具有不同分子结构的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共聚物作为反应性增容剂对PLLA/PC共混体系进行增容,通过熔融共混的方法制备PLLA/PC合金,研究反应性增容剂对PLLA/PC共混体系的结构和性能的影响。论文的研究内容主要包括两部分:  (1)不同分子结构的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共聚物对PLLA/PC共混物的增容研究  分别使用反应性梳形和反应性线形增容剂对PLLA/PC共混物进行增容,发现两种增容剂均可高效增容PLLA/PC共混物,减小共混物相区尺寸,提高两相间界面粘结力,实现高含量PLLA的PLLA/PC共混物的高性能化。通过对不同结构甲基丙烯酸甲酯均聚物和反应性共聚物对PLLA/PC共混物增容效果进行对比,探讨了反应性增容剂高效增容PLLA/PC共混体系的机理:一方面,反应性增容剂中的环氧基团主要与PLLA中的-COOH发生反应,增大了PLLA的粘度,使得PLLA/PC的粘度比更接近于1,增加了两者的工艺相容性;另一方面,反应性增容剂中有少量的环氧基团与PC中的-OH发生反应,处于PLLA和PC的界面处,减小了两相之间的界面张力,从而改善两相的相容性。  (2)高性能层状PLLA/PC共混薄膜的制备及性能研究  反应性梳形分子增容的PLLA/PC=50/50共混物具有完美的两相共连续结构,利用辊压的方法成功将这种具有双连续结构的共混物进行固态拉伸,制备了具有高度取向的层状PLLA/PC共混薄膜。薄膜内部PLLA和PC的层厚均约为100-300nm,且所有的层均平行于薄膜表面,这种薄膜显示出特殊的力学性能和光学特性,有望在光学及气体阻隔领域获得应用。
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