無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)聚乳酸結(jié)晶行為的影響.pdf

1、聚乳酸(Polylactide，PLA)是一種新型可生物降解的高分子材料，屬于線性脂肪族聚酯，它完全來(lái)源于可再生作物，具有較好的生物相容性和良好的可加工性能，而且與其他可降解材料相比，具有較好的耐熱性能和力學(xué)性能，是一種最具潛力的可替代石油基高分子材料的聚合物。PLA作為半結(jié)晶性聚合物，它的物理化學(xué)性能都與結(jié)晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu)相關(guān)，因此，研究PLA的結(jié)晶行為可以豐富PLA結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，同時(shí)有利于從微觀上控制PLA的結(jié)構(gòu)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的

2、穩(wěn)定性，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
　　本文主要采用溶液共混的方法制備得到不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2/PLA和TiO2/PLA兩個(gè)體系材料，然后采用等溫差示掃描量熱法(DSC)對(duì)樣品的熱轉(zhuǎn)變溫度和結(jié)晶度、等溫結(jié)晶過(guò)程和非等溫結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，并且采用偏光顯微鏡(POM)觀察樣品在等溫結(jié)晶過(guò)程中的晶體形貌，通過(guò)相關(guān)公式和方法的計(jì)算和分析，得到以下結(jié)論:
　　SiO2/PLA和TiO2/PLA兩個(gè)體系材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)與PLA相

3、比相差不大，但是冷結(jié)晶溫度(Tcc)和熔融溫度(Tm)略有升高;由于在較低的溫度下結(jié)晶得到的晶體并不是非常完善，隨著溫度的升高，結(jié)晶不完善的晶體會(huì)發(fā)生重結(jié)晶，導(dǎo)致在熔融峰之前出現(xiàn)一個(gè)很小的放熱峰;同時(shí)通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，納米SiO2粒子的加入能夠在一定程度上增加樣品的結(jié)晶度(xc)，而納米TiO2粒子的存在使Xc值減小。
　　采用Avrami方程和Lauritizen-Hoffman理論對(duì)樣品的等溫結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在相同的等溫結(jié)晶

4、溫度下，加入納米SiO2和納米TiO2粒子后，樣品的Avrami指數(shù)(n)增大，表明這兩種納米粒子的加入使PLA的成核機(jī)理和生長(zhǎng)方式發(fā)生改變;通過(guò)比較半結(jié)晶時(shí)間(t0.5)，成核常數(shù)(Kg)和端表面自由能(σe)發(fā)現(xiàn)，這兩種無(wú)機(jī)納米粒子在質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小的情況下，對(duì)PLA的等溫結(jié)晶過(guò)程起到一定的促進(jìn)作用，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的情況下，對(duì)PLA的等溫結(jié)晶過(guò)程表現(xiàn)出抑制作用，但是結(jié)晶速率隨等溫結(jié)晶溫度的增加所呈現(xiàn)的變化規(guī)律均一致，呈先增大后減小的趨勢(shì)

5、;對(duì)比樣品在不同結(jié)晶溫度下的POM照片發(fā)現(xiàn)，球晶尺寸隨等溫結(jié)晶溫度的增加而增大;納米SiO2和納米TiO2粒子的加入在一定程度上能夠增加PLA中晶核的數(shù)目，同時(shí)細(xì)化球晶尺寸，隨著晶粒的生長(zhǎng)，晶體最終失去球狀的外形，而且邊界也變得模糊，難以分辨。
　　在非等溫結(jié)晶過(guò)程中，結(jié)晶峰溫度(Tp)隨著降溫速率的增大，向溫度較低的方向移動(dòng);在采用Jeziorny方法分析非等溫結(jié)晶的前期過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，納米SiO2和納米TiO2粒子的加入，使PLA