直接熔融缩聚法制备聚乳酸/高岭土复合材料及其性能研究
发布时间：2021-03-05 16:54
通过直接熔融缩聚法制备了聚乳酸/高岭土复合材料,研究了高岭土的加入量对复合材料结晶性能、热稳定性的影响,观察了改性前后的高岭土以及聚乳酸/高岭土复合材料的形貌.研究结果表明,高岭土对聚乳酸的熔体结晶过程起到促进作用,加入适量的高岭土可以改善复合材料的热稳定性,通过使用硅烷偶联剂KH550来减弱高岭土表面修饰处理后的团聚现象,改性后的高岭土在聚乳酸基体中分散均匀无明显界面.
【文章来源】：陕西科技大学学报(自然科学版). 2016,34(01)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１ＰＬＡ与复合材料的红外光谱图ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－５
第１期樊国栋等：直接熔融缩聚法制备聚乳酸／高岭土复合材料及其性能研究ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图２ＰＬＡ与不同高岭土含量的复合材料的ＤＳＣ曲线２．３复合材料ＴＧＡ分析图３是ＰＬＡ及不同高岭土含量的聚乳酸／高岭土纳米复合材料的热失重曲线，以材料失重１０％时对应的温度为起始热分解温度．与纯ＰＬＡ相比较，复合材料的起始热分解温度都有所升高．当改性高岭土含量为５％时，复合材料的起始热分解温度为３１０℃，与纯ＰＬＡ（２４５℃）相比提高了６５℃．继续增加改性高岭土含量，复合材料的热分解温度下降．由此可见，在ＰＬＡ基体中添加改性高岭土可以改善ＰＬＡ的热稳定性．增加改性高岭土含量，能有效提高聚乳酸复合材料的热稳定性，但进一步增加改性高岭土含量却降低高分子材料的热稳定性，可能是由于加入过量改性高岭土时会产生相分离，聚乳酸和改性高岭土混合不均匀，从而导致复合材料热稳定性下降．复合材料起始热分解温度随改性高岭土含量的增加而升高主要是由于改性高岭土片层具有优良的阻隔性能，其分散在ＰＬＡ基体中，在热降解过程中作为绝热体，阻隔了挥发性热分解产物的扩散，使ＰＬＡ分解所产生的小分子物质难以挥发和转移，提高了复合材料的热稳定性．同时，改性高岭土片层在复合材料中起到了交联点的作用，与ＰＬＡ基体之间存在较强的界面相互作用，束缚了分子链的运动，导致复合材料的热稳定性提高．２．４复合材料的结晶程度分析采用ＸＲＤ对不同含量改性高岭土的聚乳酸／高岭土复合材料进行结晶度分析．由图
合材料的热稳定性提高．２．４复合材料的结晶程度分析采用ＸＲＤ对不同含量改性高岭土的聚乳酸／高岭土复合材料进行结晶度分析．由图４可以看出，三种复合材料有衍射峰，出峰位置基本一致，并且衍射峰强度较强，说明这三种复合材料是可结晶的．由表１中的结晶度数据可看出，复合材料比ＰＬＡ的结晶度都有所升高，其中ｃ结晶度最高，由此说明，加入改性高岭土可以改善复合材料的结晶ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图３ＰＬＡ与不同高岭土含量的复合材料的ＴＧＡ曲线性能，并且可以通过调节ＰＬＡ和改性高岭土含量的配比来调节材料的结晶性能．高岭土可提高复合材料的结晶性，这是因为具有较大的比表面积以及界面作用力的高岭土，在复合材料中起到成核剂的作用，能诱导聚乳酸结晶，因此适量的加入可以改善复合材料的结晶性能．ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图４ＰＬＡ与不同高岭土含量复合材料的ＸＲＤ曲线表１聚乳酸／高岭土复合材料的结晶度高岭土／％结晶度／％２θ／（°）０３３．５１６．５，１９．３，２２．６１４２．９１７．５，２０．３５５０．６１５．２，１７．８，１９．８，２３．１１０４１．２１４．９，１６．０，１８．５，２２．３２．５复合材料ＳＥＭ分析图５为高岭土表面修饰前后以及聚乳酸／高岭土复合材料扫描电镜图像，可以看出处理前的高岭土团聚现象严重，形状大小不规则，片层结构非常明显，并且片层边缘粗糙．经硅烷偶联剂（ＫＨ５
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位聚合法制备纳米凹凸棒土/聚乳酸复合材料[J]. 庄韦,贾海军,王喆,孙小强. 复合材料学报. 2010(04)
[2]聚乳酸/纳米SiO2共混物的热性能[J]. 张普玉,彭李超,张予东,郭有钢. 高分子通报. 2010(02)
[3]熔融插层法制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]. 马鹏程,王向东,许国志. 中国塑料. 2009(07)
[4]纳米高岭土的制备方法及应用展望[J]. 陈福,赵恩录,张文玲,苟金芳,曾雄伟. 陶瓷. 2007(05)
[5]煅烧高岭土表面改性[J]. 李宝智,徐星佩. 非金属矿. 2002(S1)
[6]聚丙交酯/聚乙二醇多嵌段共聚物的合成及其性能[J]. 陈文娜,杨建,王身国,贝建中. 高分子学报. 2002(05)
本文编号：3065530
【文章来源】：陕西科技大学学报(自然科学版). 2016,34(01)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１ＰＬＡ与复合材料的红外光谱图ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－５
第１期樊国栋等：直接熔融缩聚法制备聚乳酸／高岭土复合材料及其性能研究ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图２ＰＬＡ与不同高岭土含量的复合材料的ＤＳＣ曲线２．３复合材料ＴＧＡ分析图３是ＰＬＡ及不同高岭土含量的聚乳酸／高岭土纳米复合材料的热失重曲线，以材料失重１０％时对应的温度为起始热分解温度．与纯ＰＬＡ相比较，复合材料的起始热分解温度都有所升高．当改性高岭土含量为５％时，复合材料的起始热分解温度为３１０℃，与纯ＰＬＡ（２４５℃）相比提高了６５℃．继续增加改性高岭土含量，复合材料的热分解温度下降．由此可见，在ＰＬＡ基体中添加改性高岭土可以改善ＰＬＡ的热稳定性．增加改性高岭土含量，能有效提高聚乳酸复合材料的热稳定性，但进一步增加改性高岭土含量却降低高分子材料的热稳定性，可能是由于加入过量改性高岭土时会产生相分离，聚乳酸和改性高岭土混合不均匀，从而导致复合材料热稳定性下降．复合材料起始热分解温度随改性高岭土含量的增加而升高主要是由于改性高岭土片层具有优良的阻隔性能，其分散在ＰＬＡ基体中，在热降解过程中作为绝热体，阻隔了挥发性热分解产物的扩散，使ＰＬＡ分解所产生的小分子物质难以挥发和转移，提高了复合材料的热稳定性．同时，改性高岭土片层在复合材料中起到了交联点的作用，与ＰＬＡ基体之间存在较强的界面相互作用，束缚了分子链的运动，导致复合材料的热稳定性提高．２．４复合材料的结晶程度分析采用ＸＲＤ对不同含量改性高岭土的聚乳酸／高岭土复合材料进行结晶度分析．由图
合材料的热稳定性提高．２．４复合材料的结晶程度分析采用ＸＲＤ对不同含量改性高岭土的聚乳酸／高岭土复合材料进行结晶度分析．由图４可以看出，三种复合材料有衍射峰，出峰位置基本一致，并且衍射峰强度较强，说明这三种复合材料是可结晶的．由表１中的结晶度数据可看出，复合材料比ＰＬＡ的结晶度都有所升高，其中ｃ结晶度最高，由此说明，加入改性高岭土可以改善复合材料的结晶ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图３ＰＬＡ与不同高岭土含量的复合材料的ＴＧＡ曲线性能，并且可以通过调节ＰＬＡ和改性高岭土含量的配比来调节材料的结晶性能．高岭土可提高复合材料的结晶性，这是因为具有较大的比表面积以及界面作用力的高岭土，在复合材料中起到成核剂的作用，能诱导聚乳酸结晶，因此适量的加入可以改善复合材料的结晶性能．ａ：ＰＬＡ；ｂ：ＰＬＡ／Ｋ－１；ｃ：ＰＬＡ／Ｋ－５；ｄ：ＰＬＡ／Ｋ－１０图４ＰＬＡ与不同高岭土含量复合材料的ＸＲＤ曲线表１聚乳酸／高岭土复合材料的结晶度高岭土／％结晶度／％２θ／（°）０３３．５１６．５，１９．３，２２．６１４２．９１７．５，２０．３５５０．６１５．２，１７．８，１９．８，２３．１１０４１．２１４．９，１６．０，１８．５，２２．３２．５复合材料ＳＥＭ分析图５为高岭土表面修饰前后以及聚乳酸／高岭土复合材料扫描电镜图像，可以看出处理前的高岭土团聚现象严重，形状大小不规则，片层结构非常明显，并且片层边缘粗糙．经硅烷偶联剂（ＫＨ５
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位聚合法制备纳米凹凸棒土/聚乳酸复合材料[J]. 庄韦,贾海军,王喆,孙小强. 复合材料学报. 2010(04)
[2]聚乳酸/纳米SiO2共混物的热性能[J]. 张普玉,彭李超,张予东,郭有钢. 高分子通报. 2010(02)
[3]熔融插层法制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J]. 马鹏程,王向东,许国志. 中国塑料. 2009(07)
[4]纳米高岭土的制备方法及应用展望[J]. 陈福,赵恩录,张文玲,苟金芳,曾雄伟. 陶瓷. 2007(05)
[5]煅烧高岭土表面改性[J]. 李宝智,徐星佩. 非金属矿. 2002(S1)
[6]聚丙交酯/聚乙二醇多嵌段共聚物的合成及其性能[J]. 陈文娜,杨建,王身国,贝建中. 高分子学报. 2002(05)
本文编号：3065530
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