增韌聚乳酸復(fù)合材料的研究.doc

增韌聚乳酸復(fù)合材料的研究 鄭培曉，胡焯郎，李旭明，張鵬飛 （紹興文理學(xué)院紡織服裝學(xué)院，浙江紹興；陜西出入境檢驗檢疫局，陜西西安） 【摘要】針對聚乳酸韌性差的特點，通過熔融共混的方法，以尼龍彈性體（）增韌。測試、測試和強伸度測試分別表明均勻地分散在基體中，起異質(zhì)成核劑作用，加速了的結(jié)晶。同時，的引入大大提高了的韌性。 關(guān)鍵詞聚乳酸（）；尼龍彈性體（）；增韌 Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.xx.04.010 ：TQ32061：A：2095-0101（xx）04-0033-02 聚乳酸（）是一種具有資源可再生、生物可降解和生物相容性好的聚酯，可熱塑加工，其強度和模量高，可加工成板材、膜和纖維等不同結(jié)構(gòu)形式的材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，是一種脆性材料，其斷裂伸長率僅為，限制了其應(yīng)用，因此要對其進行增韌改性，材料研究者們對此做了大量的工作，其中，共混是一種最簡便和成本最低的方法，本項目以尼龍彈性體（）去增韌，不但大大提高了的韌性，還保持了共混物的強度。 實驗部分 實驗原料 纖維級聚乳酸粉末（深圳光華偉業(yè)實業(yè)有限公司），粘均分子量實測為，含水率為，熔點為。尼龍彈性體（）。 復(fù)合材料制備 按照/混合比/、/、/、/、/和/，分別稱取一定量的和，然后在烘箱中干燥，干燥后取出試樣并按比例均勻混合。用小鑰匙將混合物均勻勻速喂入微量混合流變機（，）上端的進口，然后擠出，其中加熱段為溫度左右，機頭溫度，將熔融擠出的試驗干燥，切成小小的顆粒，最后用注塑機（，）注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，其中注射機料筒的溫度為，壓力為，時間為s，模溫為0。 測試 利用差示熱量掃描儀（，）對復(fù)合材料的熱學(xué)性能和結(jié)晶性能進行測試，升溫速率為/。 測試 利用掃描電子顯微鏡（型，韓國）對復(fù)合材料斷面形態(tài)進行觀察，分析各種材料分布情況。 強伸性能測試 利用電子織物強力儀（型，萊州市電子儀器有限公司）對復(fù)合材料的拉伸斷裂性能進行測試。 結(jié)果與分析 非等溫結(jié)晶和熔融行為 圖（）為/共混物及其對應(yīng)的純聚合物的熔體以/降溫的曲線。由圖可知，純中聚醚嵌段（）的熔融結(jié)晶溫度（）高于/共混物中的（）（見表），這表明共混物中組分的嵌段的熔融結(jié)晶受到了組分的限制作用。 圖（）為/共混物及其對應(yīng)的純聚合物以/加熱的第二次升溫曲線，對應(yīng)的特征溫度列于表中。由圖（）和表可知，/共混物中嵌段的熔融溫度（）比純中的（）高。一般而言，結(jié)晶溫度越高，分子鏈的運動越容易，片晶堆砌得越厚，熔點將會越高。這里，/共混物的（）較純的低，因此，/共混物的（）應(yīng)該較純的（）低，而事實上，/共混物的（）較純的（）高?？赡艿脑驗?，嵌段的熔融溫度較的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，在嵌段熔融的過程中，無定形的處于玻璃態(tài)，剛性的無定形圍繞在晶體的周圍，抑制了共混物中嵌段晶體的熔融，而純中嵌段在一個相對自由的狀態(tài)下熔融，因此，/共混物的（）較純的（）高。另外，由圖（）和表可看出，共混物中組分的冷結(jié)晶溫度低于純的冷結(jié)晶溫度，這表明在中起成核劑作用，使得的結(jié)晶變得更容易。然而，圖（）和表表明組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔融溫度幾乎沒有變化。 分析 圖為/共混物的圖。圖表明，均勻地分散在基體中，和間的相容性差；隨著含量的增加，分散相的尺寸逐漸增加，分散相的尺寸為?滋。另外，和間的界面較模糊，說明了和間存在微弱的相互作用。 力學(xué)性能 圖為和/共混材料拉伸過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線。應(yīng)力應(yīng)變行為可以直觀地反映材料的脆韌情況。的應(yīng)力應(yīng)變曲線表明是一種典型的脆性材料，沒有屈服就發(fā)生斷裂，并且斷裂伸長率很小。加入后，共混材料均為韌性斷裂，且韌性明顯得到增強。在含量較低時（和），共混材料的強力要比純的有所增大。隨著含量的增大，共混材料的強力逐漸下降，彈性模量也逐漸下降。當(dāng)/質(zhì)量比例為/時，共混材料的斷裂伸長率達(dá)到最大值，當(dāng)/含量為/和/時，斷裂伸長率也可達(dá)到。 結(jié)語 項目以尼龍彈性體（）去增韌，不但大大提高了的韌性，還保持了共混物的強度。另外，還用和研究了/共混物的相容性、相形態(tài)和結(jié)晶行為，以探究增韌的機理。結(jié)果表明：和幾乎不相容，但它們之間存在弱的相互作用，微米級的均勻地分散在基體中，隨著含量的增加，分散相的尺寸逐漸增加，從?滋增加到?滋。隨著含量的增加，起異質(zhì)成核劑作用，加速了的結(jié)晶，共混體系中