PLA/PHBV共混物熔融可纺性及纤维结构与性能研究

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生物基可降解纤维随着能源的紧缺与环境压力的增大而日益受到重视。作为典型的生物可降解高分子,聚乳酸(PLA)与聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)均已进入产业化阶段,制品开发和市场应用成为影响其发展的关键因素。PLA作为纤维材料,较早受到重视和研究,但PLA纤维耐热性差、手感僵硬、难染色,限制了其推广应用,需要进一步改性;PHBV熔融可纺性差,纤维力学性能不佳,限制了其在纤维、纺织领域的发展。  本文采用熔融纺丝技术制备PLA纤维和PLA/PHBV比例为90/10、80/20、70/30、60/40的共混纤维,研究了随着PHBV含量的变化,PLA/PHBV共混纤维的熔融可纺性、拉伸强度、模量、断裂伸长率、沸水收缩率等宏观性能,并结合结晶、取向等纤维结构因素做了探讨。主要研究内容包括:⑴PHBV加工窗口窄,很难进行熔融纺丝。PLA/PHBV共混纺丝解决了此难题。尽管PLA/PHBV共混物纺丝相较于PLA可纺性有所降低,且随着PHBV含量增加,可纺性越来越差,但通过优化配比,能够实现PLA/PHBV纤维的连续化生产。⑵在大多数情况下,PLA/PHBV共混纤维的力学强度、模量、断裂伸长率、沸水收缩率低于PLA纤维。PLA/PHBV共混纤维的力学强度与断裂伸长率仍然满足纺织需要;模量的降低使纤维变得柔软,手感改善;沸水收缩率随PHBV含量增加而降低,使共混纤维的耐热性得到显著改善。⑶DSC与WAXD的研究结果表明:共混纤维中的PHBV对PLA结晶、取向具有促进作用。
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