成核劑及其完善劑對聚乳酸結(jié)晶行為的影響_蘭小蓉.pdf

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1、第8期高分子學(xué)報(bào)No．82013年8月ACTAPOLYMERICASINICAAug．，2013·快報(bào)·*成核劑及其完善劑對聚乳酸結(jié)晶行為的影響＊＊＊＊蘭小蓉吳楓季得運(yùn)馮建民劉正英楊鳴波(四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成都610065)摘要通過POM、DSC以及流變測試系統(tǒng)考察了成核劑(PPZn)及其完善劑(E61)對PLA結(jié)晶形貌及其結(jié)晶能力的影響．POM結(jié)果表明PPZn和E61對PLA的結(jié)晶形態(tài)的影響隨兩者含量的變化而變化．加入低含量的PPZn可誘導(dǎo)PLA得到一定完善程度的球晶，而較高含量的PPZn能夠誘導(dǎo)PLA基體得到針狀晶體．通過添加少量E61可使在PPZ

2、n較高含量下的PLA針狀晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚓В吆縀61的添加卻使PPZn的成核作用受到抑制，再次生成針狀晶體，且E61含量越高，抑制作用越明顯．DSC和流變測試進(jìn)一步證明PPZn可顯著提高PLA的結(jié)晶能力、有效地縮短基體結(jié)晶時(shí)間，而E61的添加對PLA的結(jié)晶速率影響不大．關(guān)鍵詞聚乳酸，成核劑，完善劑，球晶，針狀晶體聚乳酸(PLA)作為一種可降解的生物基塑料最終結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶能力產(chǎn)生影響．因此，本文選已逐步應(yīng)用于醫(yī)療器械、紡織品以及包裝業(yè)等領(lǐng)用PLA的商品化成核劑(苯基磷酸鋅(PPZn))以［1］［2］［3］域．然而，耐熱性差、韌性低、結(jié)晶速率非及與PPZn搭配使用的成核完善劑(E61)，

3、系統(tǒng)地［4，5］常低等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了PLA的廣泛應(yīng)用．眾研究不同含量的PPZn以及不同比例的PPZn與所周知，聚合物的結(jié)晶行為可以在很大程度上影E61對PLA結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶能力的影響．響材料的力學(xué)性能以及耐熱性等．提高PLA的結(jié)1實(shí)驗(yàn)原料及主要設(shè)備5晶速率可有效地縮短其成型加工周期，且通過對聚乳酸(PLA，REVODE110)，Mw=1×10，PLA的結(jié)晶形態(tài)以及結(jié)晶度進(jìn)行有效地調(diào)控也能浙江海正生物材料有限公司;苯基磷酸鋅［6］［7］有效改善其力學(xué)性能、熱性能和降解性(PPZn)，日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)有限責(zé)任公司;成核完善［8］能．近年來，聚乳酸結(jié)晶行為的研究和調(diào)控引劑(E61)，日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)有限

4、責(zé)任公司．配有熱臺(tái)［9～13］起研究者們的廣泛關(guān)注，其中，添加成核劑(THMS600)的偏光顯微鏡(DMIP)，德國Leica是一種常用的調(diào)控手段．此方法不僅可以明顯地公司;同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)(SHJ-20)，南京杰提高PLA的結(jié)晶速率，還可以有效地調(diào)控其結(jié)晶恩特機(jī)電有限公司;示差掃描量熱儀(DSC，［14］形態(tài)．PLA常用的商品化成核劑包括有機(jī)磷酸Q20)，美國TA儀器公司;高級流變儀［15～17］［14，18］鹽類、多酰胺類化合物和硬脂酰胺類(AR200EX)，美國TA儀器公司．［19，20］化合物．然而，這些有機(jī)化合物在PLA熔體2試樣制備中不容易被分散均勻，而且與PLA分子鏈的相

5、互首先，PLA粒料置于鼓風(fēng)干燥箱中于80℃干作用也不是很強(qiáng)，導(dǎo)致其成核作用無法得到充分燥24h，然后采用同向雙螺桿擠出機(jī)熔融混合制發(fā)揮．同時(shí)，這些成核劑本身在PLA基體中可能備不同PPZn含量的PLA試樣(標(biāo)記為PLA-P-得到不同的自組裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)而誘導(dǎo)PLA基體附生X)，其中P表示PPZn，X表示每100gPLA中所結(jié)晶于這些不同的成核劑結(jié)構(gòu)表面而得到不同的含PPZn的克數(shù)，分別為0．1，0．3和0．5．同時(shí)，固［14］晶體形態(tài)．目前文獻(xiàn)報(bào)道主要集中于不同成核定PPZn的含量為0．3wt%，采用同樣的加工方法劑對PLA結(jié)晶行為的影響，鮮有文獻(xiàn)報(bào)道成核完制備不同E61含量的PLA試樣(標(biāo)記

6、為PLA-P-善劑對其結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶能力的影響，同時(shí)成核0．3-E-Y)，其中E表示E61，Y表示每100gPLA劑及其成核完善劑的不同含量配比也可能對PLA中所含E61的克數(shù)，分別為0．03，0．06，0．15和*2013-03-29收稿，2013-05-22修稿;國家自然科學(xué)基金(基金號(hào)51033003)資助項(xiàng)目．＊＊通訊聯(lián)系人，E-mail:liuzhying@scu．edu．cn;yangmb@scu．edu．cndoi:10．3724/SP．J．1105．2013．13112949950高分子學(xué)報(bào)2013年0．3．雙螺桿擠出機(jī)從料斗到機(jī)頭的溫度分別設(shè)定晶．且較低含量的PPZn小尺

7、度針狀結(jié)構(gòu)對PLA為150，162，172和165℃．將擠出所得粒料置于的球晶形態(tài)沒有明顯影響，所以PPZn能夠促進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱中于80℃干燥24h．將干燥后的粒料PLA的結(jié)晶并在60min時(shí)即可形成比較完善的在200℃下置于兩載玻片間壓制成厚度約為20球晶形態(tài)．當(dāng)PPZn的含量進(jìn)一步增至0．3wt%μm的薄膜用于偏光顯微鏡觀察．將干燥后的粒時(shí)，PPZn自組裝形成的小尺度針狀結(jié)構(gòu)更加明料經(jīng)熱壓成型制得1．5mm厚的圓片用于