聚乳酸及共混物蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚乳酸(Pdy(lactic acid))是一種重要的商業(yè)化可生物降解高分子材料，由于其質(zhì)脆，熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性差等缺點而限制其廣泛應(yīng)用。本文將聚ε-己內(nèi)酯(poly(ε-caprolactone))與聚乳酸共混，改善材料韌性，通過熔融插層法制備層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料，使材料力學(xué)性能、結(jié)晶性能、降解性能和熱穩(wěn)定性得到明顯改善，對實際應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。 本文以改性蒙脫土，聚L-乳酸(PLLA)和聚ε-己內(nèi)酯(PCL)為原料，采用

2、熔融插層法制備PLLA/蒙脫土納米復(fù)合材料和PLLA/PCL/蒙脫土納米復(fù)合材料，系統(tǒng)研究不同蒙脫土和蒙脫土含量對PLLA及PLLA/PCL力學(xué)性能、結(jié)晶行為、降解性能和熱性能的影響，并揭示改性蒙脫土對PLLA和PCL相容性的作用機理。 通過對有機蒙脫土進行二次改性得到二次功能化有機蒙脫土(twicefunctionalized organoclay(TFC))，并與普通烷基季銨鹽改性蒙脫土(OMMTI.34TCN)進行對比實驗

3、，發(fā)現(xiàn)加入適當(dāng)比例I.34TCN使PLLA和PLLA/PCL的拉伸強度、彈性模量和斷裂伸長率得以提高，而TFC比I.34TCN作用更加明顯。XRD和TEM等測試結(jié)果表明，聚合物插層進入有機蒙脫土層間，形成了插層型納米復(fù)合材料。 運用平衡熔點降低理論，借助Nishi-Wang方程分別計算PLLA和PCL與I.34TCN及TFC相互作用大小，以此考察聚合物和有機蒙脫土相容性，揭示有機蒙脫土作用機理。結(jié)果表明，有機蒙脫土與PLLA的相

4、容性比PCL更好；經(jīng)過二次功能化的有機蒙脫土TFC與PLLA的相容性優(yōu)于普通有機蒙脫土I.34TCN。 系統(tǒng)研究PLLA/TFC納米復(fù)合材料和PLLA/PCL/TFC納米復(fù)合材料的等溫結(jié)晶行為。發(fā)現(xiàn)PLLA結(jié)晶速率受溫度和有機蒙脫土雙重因素影響，有機蒙脫土起異相成核劑作用，并加快成核速率和結(jié)晶生長速率，提高結(jié)晶度。然而TFC的片層結(jié)構(gòu)和團聚效應(yīng)影響了PLLA結(jié)晶的完整性，復(fù)合材料的PLLA球晶比純PLLA球晶有明顯缺陷，導(dǎo)致PL