PLLA基復(fù)合材料的結(jié)晶行為及力學(xué)性能研究.pdf

1、左旋聚乳酸（PLLA）作為一種綠色可再生且可生物降解的高分子材料，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注和研究。然而由于結(jié)晶速率慢，結(jié)晶度低以及韌性差等限制了PLLA在很多領(lǐng)域的應(yīng)用，如何解決這些問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。材料性能都是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，因此本工作從材料的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究PLLA晶體的形成以及不同尺度力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一方面可以深刻了解體系內(nèi)不同晶體的形成機(jī)理；另一方面研究微觀尺度材料結(jié)構(gòu)與性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而用于指導(dǎo)PLLA的生

2、產(chǎn)加工和實(shí)現(xiàn)材料的高性能化。本文研究了不同條件形成的PLLA球晶形貌以及對(duì)應(yīng)晶區(qū)和非晶區(qū)的微觀力學(xué)性能；并且研究了聚乳酸立構(gòu)復(fù)合晶體形成條件及其復(fù)合改性對(duì)材料性能的影響，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）利用偏光顯微鏡觀察了PLLA球晶生長(zhǎng)過(guò)程，并且發(fā)現(xiàn)PLLA球晶在冰水中淬冷后形成環(huán)帶同心圓或者六邊形裂紋，且裂紋的形狀與球晶尺寸相關(guān)，當(dāng)球晶較小時(shí)，裂紋不明顯，隨著尺寸增加，開始形成規(guī)則的正六邊形，繼續(xù)增加尺寸，其形貌呈現(xiàn)等間距同心環(huán)

3、裂紋；掃描電鏡（SEM）結(jié)果表明：球晶區(qū)斷裂處存在明顯的縫隙，而在球晶生長(zhǎng)前端裂紋不明顯；并且通過(guò)納米壓痕儀測(cè)試了球晶內(nèi)部不同位置以及無(wú)定形區(qū)的微觀力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)晶體的硬度和模量均高于非晶區(qū)，且球晶存在生長(zhǎng)前端，其微觀性能參數(shù)均處于晶區(qū)和非晶區(qū)之間。
　?。?）利用X射線衍射儀（XRD）、差示掃描量熱儀（DSC）、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀（DMA）及拉伸測(cè)試技術(shù)研究了立構(gòu)復(fù)合聚乳酸（SC）晶體的形成條件以及對(duì)材料性能的影響。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)溶液

4、成型更加有利于SC晶體的形成，而熱壓成型則會(huì)破壞已經(jīng)形成的SC晶體。非晶PLLA/PDLA復(fù)合體系在熔融升溫發(fā)生冷結(jié)晶，其不僅包括聚乳酸均聚物（HC）晶體，同時(shí)也有 SC晶體的存在。熱處理能夠提高PLLA/PDLA復(fù)合體系的結(jié)晶度但對(duì)SC晶體影響不大。并且發(fā)現(xiàn)在90℃退火材料的斷裂伸長(zhǎng)率最高，這可能是由于在此溫度退火過(guò)程中發(fā)生了相轉(zhuǎn)變。
　?。?）采用溶液澆鑄法制備PLLA/BC-g-MAH復(fù)合材料，并通過(guò)傅里葉紅外光譜儀（FTI