论文部分内容阅读
聚乳酸(PLA)是一种完全可生物降解、具有优良力学性能的生物高分子材料，在白色污染日益严重的今天备受关注。但聚乳酸耐热温度低，限制了其使用范围。本文针对聚乳酸耐热温度低、结晶速度慢的问题，对工业级聚左旋乳酸(PLLA)进行耐热改性研究。通过玻纤(GF)共混、与聚右旋乳酸(PDLA)立构复合、结晶控制等方法对PLLA进行耐热改性，研究了PLLA/GF和PLLA/PDLA/GF体系的组成、结晶行为和耐热性能之间的关系，并开发了玻纤改性聚乳酸立构复合材料的制备工艺，得到耐热性能大幅提高的PLLA/PDLA/GF复合材料。 1.研究了玻纤改性工业级PLLA的制备工艺，分别确定了PLLA的种类、成核剂的种类及用量、玻纤的种类及用量，再经过适当的退火处理，得到的PLLA/GFH复合材料的维卡软化温度较R190提高了近60℃。分别研究了5种工业级聚乳酸（R101L、R101、R110、R190和R290）的结晶行为和耐热性能，高旋光纯度、分子量较高的R190耐热性能更优。研究了不同成核剂对复合物结晶行为和耐热性能的影响，得出有机成核剂PPZn效果最佳。玻纤的加入能够提高复合物的维卡软化温度，且随着含量的增加而提高。对比不同长径比和修饰密度的商品化玻璃纤维与PLLA形成的复合材料的维卡软化温度，选择长径比较大、修饰密度较高的纤维(GFH)。 2.研究了PDLA加入到PLLA/GFH体系形成立构复合材料的结晶行为及维卡软化温度，确定了复合材料中PLLA/PDLA基体树脂的种类、成核剂的种类和用量、玻纤的种类及用量以及稳定剂的种类和用量，得到维卡软化温度进一步提高的PLLA/PDLA/GFH立构复合材料。通过比较线性PDLA和多臂PDLA与不同PLLA之间的立构结晶行为，选择线性的PDLA和高光纯、高分子量的PLLA R190作为制备立构复合物的基体树脂。在PLLA/PDLA体系中加入结晶成核剂PPZn，不仅能促进PLLA结晶成核，还能够选择性的促进立构结晶。在退火处理的立构物样品中，立构结晶占主导，均聚物结晶被抑制。在PLLA/PDLA立构复合体系中，加入玻璃纤维能提高其维卡软化温度和力学强度，提高的幅度与加入玻璃纤维的种类和含量密切相关。 3.通过比较不同加工工艺下上述组成样品维卡软化温度的变化，确定了提高样品耐热性能的最优工艺:将PLLA/PDLA与PPZn及稳定剂ADR在均聚物熔点与立构物熔点之间密炼共混制备出全立构粉末，将粉末与玻纤常温混合，再注塑成型。并分别确定密炼的温度、转速和时间、成核剂的加入时间、注塑的温度、热处理的温度与时间等工艺参数，最终得到维卡软化温度达166.9℃立构复合材料。