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1、聚乳酸發(fā)泡材料研究進展****單位：重慶文理學院地址：重慶永川郵編：402160（RP.inChina）摘要：聚乳酸(PLA)復合發(fā)泡材料是一類重要的環(huán)境友好新型可降解材料.該材料通常是以PLA高聚物為主要原料,以其它可降解物質(zhì)(如脂肪族樹脂、淀粉、天然纖維等)為輔助成分復合發(fā)泡而成.論述了近年來國內(nèi)外環(huán)境友好PLA復合發(fā)泡塑料的研究進展;綜述了PLA復合發(fā)泡體存在的問題;概述并展望了PLA復合發(fā)泡材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢.關(guān)鍵詞：聚乳酸；發(fā)泡材料；高分子；增粘改性；復合材料PolylacticAcidFoamMaterialsResearchWangHua
2、nUnit:ChongqingUniversityofArtsAddress:YongchuanZipCode:402160（RP.inChina）Abstract:Polylacticacid(PLA)compositefoammaterialisanimportantclassofnovelbiodegradableandenvironmentallyfriendlymaterial.ThismaterialusuallyPLApolymerasthemainrawmaterial,otherbiodegradablematerials(suchasal
3、iphaticresin,starch,naturalfibers,etc.)forauxiliarycomponentsmadeofcompositefoamdiscussestherecentdevelopmentandenvironment-friendlyPLAcompositefoamplastic;aSummaryofthePLAcompositefoamproblems;overviewandoutlookoftheapplicationareaPLAcompositefoammaterialandtrends.Keyword:polylact
4、ic;foam;macromolecule;thickeningmodified;composites一、引言聚乳酸由于具有優(yōu)良的生物降解性和相容性等特點而成為食品包裝材料的研究熱點。但是聚乳酸存在結(jié)晶速率慢,性脆,熔體強度低的缺點,因此考慮利用兼具降解性和高強度的納米纖維素作為填充粒子來解決。這樣不僅可以緩解資源短缺等生態(tài)問題,同時也提供了一種可廣泛應(yīng)用于生活各方面的高性能材料首先以微晶纖維素為原料,通過硫酸酸解,離心,超聲得到納米纖維素。采用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)分別觀察微晶纖維素及納米纖維素的外貌形態(tài),得到橫向直徑為20-3
5、0nm,長度多為200nm-400nm的納米纖維素。。通過X射線衍射分析儀(XRD)和熱失重分析儀(TGA)對微晶纖維素及納米纖維素的結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性進行了分析,發(fā)現(xiàn)納米纖維素的結(jié)晶度高于微晶纖維素,且熱分解溫度范圍變寬。并通過單因素及正交試驗對納米纖維素的制備工藝條件進行了優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)制備工藝中的反應(yīng)時間對納米纖維素得率的影響最顯著。進一步通過溶液澆鑄法得到高納米纖維素含量的聚乙二醇／納米纖維素復合填充料,并將其與聚乳酸進行熔融共混制備聚乳酸／納米纖維素復合材料。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)分析了納米纖維素在聚乳酸基體
6、中的分散及材料的相結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)納米纖維素粒子通過分子表面羥基之間的氫鍵作用在復合材料中彼此聯(lián)接形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并通過高級流變擴展系統(tǒng)(ARES)及熔體流動速率的測定研究了材料的流變性能,結(jié)果表明納米纖維素能顯著提高熔體的儲能模量和損耗模量,且儲能模量出現(xiàn)了低頻平臺,進一步證明了填充粒子在復合材料中形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時研究分析了復合材料的熱性能,發(fā)現(xiàn)納米纖維素及聚乙二醇的添加提高了聚乳酸熔體排布的規(guī)整度,改善了熔融狀態(tài)下聚乳酸的結(jié)晶能力。最后考察了復合材料的力學性能,發(fā)現(xiàn)納米纖維素的添加增強了復合材料的拉伸強度,聚乙二醇的添加促進了納米纖維素與聚乳酸之間的界
7、面粘合,改善了材料的柔韌性。最后采用超臨界二氧化碳對聚乳酸復合材料進行發(fā)泡,制得聚乳酸微孔泡沫材料,考察了復合材料中納米纖維素與聚乙二醇的含量對發(fā)泡材料的泡孔形態(tài)及體積膨脹率的影響,發(fā)現(xiàn)納米纖維素在材料發(fā)泡成型過程中起到了異相成核的作用。同時研究了復合材料在超臨界二氧化碳中不同的浸泡時間及發(fā)泡溫度對材料的泡孔形態(tài)及體積膨脹率的影響,發(fā)現(xiàn)發(fā)泡溫度對泡孔形態(tài)的影響最顯著,得到最佳樣品PLA-P-N-8,并將其置于100。C,4h條件下,制得泡孔密度為3×1010理想微孔發(fā)泡材料。以聚乳酸和玉米秸稈纖維為原料制備食品包裝材料既能解決不可降解材料給環(huán)境帶來的污染問題
8、又能緩解石化資源短缺問題,同時還能提高農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的利
