PLA/PBAT复合材料的结构与性能
发布时间：2021-01-06 15:41
用熔融共混法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1、4-丁二醇三元共聚酯（PLA/PBAT）复合材料,利用SEM和DSC对其结构和性能进行研究,结果表明:随着PBAT质量分数的增加,材料断面出现孔洞和凹槽,且孔洞尺寸逐渐变大,使PBAT和PLA的相容性变差,抑制了PLA的结晶,导致复合材料拉伸强度下降。但在一定程度下PBAT的柔性链段能改善PLA的脆性,当PBAT质量分数为30%时,冲击强度最大为5.33kJ/m2。
【文章来源】：塑料. 2016,45(03)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
PLA/PBAT复合材料的拉伸性能由上述力学性能测试结果可以得出，PBAT的加入明显改
PLA的106℃左右变为100℃以内，表明PLA由混合晶型(无序的α'晶和有序的α晶共存)转变为无序的α'晶，且随着PBAT质量分数的增加，结晶温度逐渐下降，结晶峰也明显减弱，说明PBAT的加入抑制了PLA的结晶能力。加入PBAT后材料的熔融峰前面均出现1个小的放热峰，这因为α'晶转变为α晶。PBAT质量分数的增加，熔融峰明显的减弱，说明PBAT的加入降低了PLA的结晶程度。复合材料只在167℃左右出现熔融峰，表现为PLA的熔点，说明复合材料中PBAT未发生结晶，处于非晶区。1－纯PLA;2－10%PBAT;3－20%PBAT;4－30%PBAT;5－40%PBAT。图3PLA/PBAT复合材料的DSC图表2中过冷度的计算结果表明纯PLA的结晶能力强于复合材料，而表中复合材料的结晶度也随PBAT的加入而下降，结晶度由36.28%下降到26.23%。可以得出PBAT的加入降低了PLA的结晶能力。表2PLA/PBAT复合材料的热学性能PBAT/%Tg/℃Tc/℃Tm/℃ΔTc/℃结晶度/%061.20106.10167.6761.5736.281061.6098.95167.2568.3037.632061.2699.56166.6667.1027.213061.5696.81166.9570.1429.424060.6296.64166.5369.8926.23由DCS的测试结果可得出，PBAT的加入降低了复合材料的结晶温度，抑制了PLA的结晶能力。这是由于PLA和PBAT之间酯基交换反应产生的强相互作用阻碍了PLA的链移动，限制了PLA的结晶，使其结晶度下降，导致材料的强度下降。2.3复合材料冲击断面的SEM分析图4为复合材料的冲击断面SEM图，从图4(a)～(c)可以看出，随着PBAT质量分数的增加，试样断面逐渐变得粗糙，说明材料从脆性断裂变为韧性断裂，图4(b)、(c)中，因PBAT颗粒脱落产生的凹槽和孔洞明显变多变大，分散相的尺寸变得不均一，这是因为随着PBAT的增加，其自身分子间的作用力逐渐变大，而与PLA分子之间的结合力减弱
结性变差，导致PBA颗粒的脱落，空洞化的形成是PBAT增韧PLA的主要增韧机理［9］。图4(d)中明显出现相分离状态，是因为PBAT质量分数继续增加，使其自身分子间的作用力远大于PBAT与PLA分子间的作用力，使PBAT自身聚集难以分散到PLA中，导致其增韧效果下降。PLA/PBAT:(a)90/10;(b)80/20;(c)70/30;(d)60/40。图4PLA/PBAT复合材料冲击断面的SEM图3结论1)PLA/PBAT复合材料的冲击强度和断裂伸长率随着PBAT质量分数的增加而呈先上升后下降的趋势，但拉伸强度则随着PBAT质量分数的增加而下降;2)PBAT的加入降低了PLA的结晶温度，并对PLA的结晶能力有明显抑制作用，但对材料的玻璃化转变温度和熔点影响较小;3)PBAT与PLA相容性较差，当PBAT质量分数超过40%时，会出现明显的相分离。参考文献:［1］蔡艳华．PLA复合材料降解性能研究进展［J］．塑料科技，2013，41(2):75－78．［2］高伟娜，赵雄燕，孙占英，等．聚乳酸复合材料的研究进展［J］．塑料，2014，43(5):39－41．［3］HUY，WANGQ，TANGM．PreparationandpropertiesofStarch-g-PLA/poly(vinylalcohol)compositefilm［J］．CarbohydratePolymers，2013，96(2):384－388．［4］HUANGMH，LIS，VEＲTM．SynthesisanddegradationofPLA-PCL-PLAtriblockcopolymerpreparedbysuccessivepolymerizationofε-caprolactoneanddl-lactide［J］．Polymer，2004，45(26):8675－8681．［5］ODENTJ，LECL?ＲEP，ＲAQUEZJM，etal．Tougheningofpolylactidebytailoringphase-morphologywithP［CL-co-LA］randomcopolyestersasbiodegradableimpactmodifiers［J］．EuropeanPolymerJournal，2013，49(4):914－922．［6］AＲＲUDALC，MAGATONM，BＲETASＲES，etal．Influenceofchainextenderonmech
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乳酸复合材料的研究进展[J]. 高伟娜,赵雄燕,孙占英,王鑫,李爽. 塑料. 2014(05)
[2]聚乳酸共混体系的拉伸性能、微观结构及结晶行为[J]. 刘阳,史学涛,张广成,李楠,高文. 功能材料. 2014(19)
[3]生物可降解高分子共混体系酯交换反应的研究进展[J]. 陈建香,吴德峰. 塑料. 2014(02)
[4]PLA/PBAT/二唑啉共混物的性能[J]. 邹本书,殷宏军,朱卫平,马丕明,李红梅,东为富,倪忠斌,陈明清. 塑料. 2013(02)
[5]PLA复合材料降解性能研究进展[J]. 蔡艳华. 塑料科技. 2013(02)
本文编号：2960835
【文章来源】：塑料. 2016,45(03)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
PLA/PBAT复合材料的拉伸性能由上述力学性能测试结果可以得出，PBAT的加入明显改
PLA的106℃左右变为100℃以内，表明PLA由混合晶型(无序的α'晶和有序的α晶共存)转变为无序的α'晶，且随着PBAT质量分数的增加，结晶温度逐渐下降，结晶峰也明显减弱，说明PBAT的加入抑制了PLA的结晶能力。加入PBAT后材料的熔融峰前面均出现1个小的放热峰，这因为α'晶转变为α晶。PBAT质量分数的增加，熔融峰明显的减弱，说明PBAT的加入降低了PLA的结晶程度。复合材料只在167℃左右出现熔融峰，表现为PLA的熔点，说明复合材料中PBAT未发生结晶，处于非晶区。1－纯PLA;2－10%PBAT;3－20%PBAT;4－30%PBAT;5－40%PBAT。图3PLA/PBAT复合材料的DSC图表2中过冷度的计算结果表明纯PLA的结晶能力强于复合材料，而表中复合材料的结晶度也随PBAT的加入而下降，结晶度由36.28%下降到26.23%。可以得出PBAT的加入降低了PLA的结晶能力。表2PLA/PBAT复合材料的热学性能PBAT/%Tg/℃Tc/℃Tm/℃ΔTc/℃结晶度/%061.20106.10167.6761.5736.281061.6098.95167.2568.3037.632061.2699.56166.6667.1027.213061.5696.81166.9570.1429.424060.6296.64166.5369.8926.23由DCS的测试结果可得出，PBAT的加入降低了复合材料的结晶温度，抑制了PLA的结晶能力。这是由于PLA和PBAT之间酯基交换反应产生的强相互作用阻碍了PLA的链移动，限制了PLA的结晶，使其结晶度下降，导致材料的强度下降。2.3复合材料冲击断面的SEM分析图4为复合材料的冲击断面SEM图，从图4(a)～(c)可以看出，随着PBAT质量分数的增加，试样断面逐渐变得粗糙，说明材料从脆性断裂变为韧性断裂，图4(b)、(c)中，因PBAT颗粒脱落产生的凹槽和孔洞明显变多变大，分散相的尺寸变得不均一，这是因为随着PBAT的增加，其自身分子间的作用力逐渐变大，而与PLA分子之间的结合力减弱
结性变差，导致PBA颗粒的脱落，空洞化的形成是PBAT增韧PLA的主要增韧机理［9］。图4(d)中明显出现相分离状态，是因为PBAT质量分数继续增加，使其自身分子间的作用力远大于PBAT与PLA分子间的作用力，使PBAT自身聚集难以分散到PLA中，导致其增韧效果下降。PLA/PBAT:(a)90/10;(b)80/20;(c)70/30;(d)60/40。图4PLA/PBAT复合材料冲击断面的SEM图3结论1)PLA/PBAT复合材料的冲击强度和断裂伸长率随着PBAT质量分数的增加而呈先上升后下降的趋势，但拉伸强度则随着PBAT质量分数的增加而下降;2)PBAT的加入降低了PLA的结晶温度，并对PLA的结晶能力有明显抑制作用，但对材料的玻璃化转变温度和熔点影响较小;3)PBAT与PLA相容性较差，当PBAT质量分数超过40%时，会出现明显的相分离。参考文献:［1］蔡艳华．PLA复合材料降解性能研究进展［J］．塑料科技，2013，41(2):75－78．［2］高伟娜，赵雄燕，孙占英，等．聚乳酸复合材料的研究进展［J］．塑料，2014，43(5):39－41．［3］HUY，WANGQ，TANGM．PreparationandpropertiesofStarch-g-PLA/poly(vinylalcohol)compositefilm［J］．CarbohydratePolymers，2013，96(2):384－388．［4］HUANGMH，LIS，VEＲTM．SynthesisanddegradationofPLA-PCL-PLAtriblockcopolymerpreparedbysuccessivepolymerizationofε-caprolactoneanddl-lactide［J］．Polymer，2004，45(26):8675－8681．［5］ODENTJ，LECL?ＲEP，ＲAQUEZJM，etal．Tougheningofpolylactidebytailoringphase-morphologywithP［CL-co-LA］randomcopolyestersasbiodegradableimpactmodifiers［J］．EuropeanPolymerJournal，2013，49(4):914－922．［6］AＲＲUDALC，MAGATONM，BＲETASＲES，etal．Influenceofchainextenderonmech
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乳酸复合材料的研究进展[J]. 高伟娜,赵雄燕,孙占英,王鑫,李爽. 塑料. 2014(05)
[2]聚乳酸共混体系的拉伸性能、微观结构及结晶行为[J]. 刘阳,史学涛,张广成,李楠,高文. 功能材料. 2014(19)
[3]生物可降解高分子共混体系酯交换反应的研究进展[J]. 陈建香,吴德峰. 塑料. 2014(02)
[4]PLA/PBAT/二唑啉共混物的性能[J]. 邹本书,殷宏军,朱卫平,马丕明,李红梅,东为富,倪忠斌,陈明清. 塑料. 2013(02)
[5]PLA复合材料降解性能研究进展[J]. 蔡艳华. 塑料科技. 2013(02)
本文编号：2960835
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2960835.html
