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超支化聚酰胺酯對聚乳酸增韌改性的研究
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生物可降解高分子及其制品是近年來各國科學(xué)工作者研究、開發(fā)和生產(chǎn)的熱點。PLA由于其優(yōu)良的生物相容性和生物可降解性，備受國內(nèi)外關(guān)注。PLA是由玉米、馬鈴薯等可再生植物資源提取出的淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖，經(jīng)過發(fā)酵成為乳酸，進(jìn)一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA具有熱塑性，能夠像聚丙烯、聚苯乙烯和聚酯等合成高分子一樣在通用的加工設(shè)備上進(jìn)行擠出、注塑、吹瓶、熱成型以及熔融紡絲等成形加工，生產(chǎn)薄膜、片材、瓶子和各種熱成型品和注塑產(chǎn)品，以及纖維和各種紡織產(chǎn)品或非織造產(chǎn)品。但是，PLA本身的脆性和低韌性限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。通常改善PLA韌性的方法主要有共聚改性和共混改性兩種，而共混改性相對于共聚改性工藝更為簡單和經(jīng)濟(jì)。因此將PLA和各類聚合物共混改性的報道不斷涌現(xiàn)，如與彈性聚氨酯、聚氧乙烯和聚己內(nèi)酯四等。 超支化聚合物(HBP)是由小分子通過倍增方式合成的一類具有三維結(jié)構(gòu)的聚合物。HBP擁有較大的相對分子質(zhì)量，卻顯示出很低的黏度，因此常常被用來降低聚合物的熔體黏度，改善聚合物的熔體流動性。尤其是HBP表面擁有大量活性基團(tuán)，如羥基和羰基等，通過與其它基團(tuán)反應(yīng)或與基體產(chǎn)生相互作用，可用作表面改性劑和增韌添加劑等。通過引入氫鍵來改善聚合物的韌性被證明是一種有效的方式。Fei等通過添加4，4’一二羥苯基丙烷與聚(3一羥基丁酸酯一3一羥基戊酸酯)(PHBV)基體形成氫鍵來增加PHBV的韌性。而羥基為一種有效的質(zhì)子給體，很易與聚酯類基體形成氫鍵。因此理論上一些表面含有羥基的超支化物很可能與PLA基體形成氫鍵，從而達(dá)到增韌的目的。另外，一些科研工作者希望從降低結(jié)晶度的角度出發(fā)來提高材料的韌性。而這種潛在的氫鍵作用可以限制聚合物分子的活動能力，從而降低聚合物的結(jié)晶度。 采用熔融共混的方法，用生物可降解的超支化聚酰胺酯(HBP)對聚乳酸(PLA)進(jìn)行增韌改性，制備出具有良好韌性的PIA復(fù)合材料。對不同HBP含量的共混物的紅外光譜、熱性能和力學(xué)性能進(jìn)行了測試和分析。紅外光譜顯示PLA和HBP閑存在氫鍵作用。HBP的加入使PLA的結(jié)晶度從30.99％降低到18.58％。當(dāng)HBP含量增加到10％時，PLA共混物的拉伸強(qiáng)度略有提高，且斷裂伸長達(dá)到43.06％。結(jié)果表明：HBP的加入對PLA起到了很好的增韌作用。 |
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