苯基磷酸鋅和多酰胺成核劑對聚乳酸結(jié)晶動力學(xué)影響的對比研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的生物可降解塑料，正在薄膜、瓶子以及纖維等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，PLA的結(jié)晶速率低，在實(shí)際成型加工得到的制品通常是非晶的，限制了其在具有耐熱性要求領(lǐng)域的應(yīng)用。在PLA中添加成核劑可有效提高其結(jié)晶速率，改善其耐溫性能。苯基磷酸鋅(PPZn)和多酰胺(TMC)是聚乳酸成核劑中最有效的品種。本課題擬對含PPZn及含TMC的PLA結(jié)晶動力學(xué)展開對比研究，主要是基于兩個方面的考慮:
　　

2、第一，有關(guān)結(jié)晶動力學(xué)的研究會為實(shí)現(xiàn)成型加工和性能之間的關(guān)系提供依據(jù);
　　 第二，PPZn無機(jī)金屬鹽，在降溫過程中它自身不會發(fā)生變化，而多酰胺是有機(jī)化合物，可溶于聚乳酸，在降溫的過程中會自組裝，因此，預(yù)料會對PLA的結(jié)晶行為產(chǎn)生不同的影響。
　　 本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)從熔融態(tài)結(jié)晶的動力學(xué)研究。利用熔融共混的方法制備了含PPZn以及含TMC的PLA試樣，并用差示掃描量熱法(DSC)研究了其非等溫

3、及等溫結(jié)晶行為，結(jié)果表明:在給定的降溫速率下，PLA/PPZn和PLA/TMC的結(jié)晶峰溫均比純PLA的要高很多，而且PLA/PPZn比PLA/TMC的更高;而在等溫結(jié)晶條件下，PLA/TMC的結(jié)晶速率則PLA/PPZn的高，這一趨勢隨結(jié)晶溫度的升高變得更加明顯。可能的原因在于:在非等溫結(jié)晶條件下，溶解在PLA中的TMC沒有足夠的時間完成自組裝析出，從而影響了其促進(jìn)PLA結(jié)晶的效率;而在等溫結(jié)晶時，TMC有足夠的時間自組裝析出，從而展現(xiàn)出

4、優(yōu)異的成核效率。另外，本論文還采用Avrami，Tobin和Ozawa模型對非等溫結(jié)晶動力學(xué)進(jìn)行了分析，并利用Kissinger模型計算了結(jié)晶的活化能，結(jié)果表明:上述三種模型均能夠很好地描述試樣的非等溫熔融結(jié)晶過程;另外，用Kissinger模型估算得到的含有成核劑聚乳酸的活化能值比純PLA的高，可能原因在于PPZn和TMC的存在阻止了PLA分子鏈從熔融態(tài)移向晶體的表面，從而導(dǎo)致活化能的增加。
　　 (2)從玻璃態(tài)冷結(jié)晶的動力學(xué)

5、研究。用DSC研究了含PPZn以及含TMC的PLA試樣的非等溫及等溫冷結(jié)晶行為，結(jié)果表明，PPZn和TMC的加入明顯地促進(jìn)了PLA的非等溫及等溫冷結(jié)晶，且PPZn的效果好于TMC。本論文還采用Avrami，Tobin和Ozawa模型對非等溫冷結(jié)晶動力學(xué)進(jìn)行了分析，并利用Kissinger模型計算了結(jié)晶的活化能，結(jié)果表明:Avrami以及Tobin能夠很好地描述試樣的非等溫冷結(jié)晶過程，而Ozawa模型則不能;另外，用Kissinger模型