填料处理剂对PLA/填料体系结构和性能的影响
发布时间：2021-10-21 01:16
将不同填料处理剂（聚己内酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、一元醇和二元醇）与聚乳酸（PLA）/填料体系简单共混,制备了复合材料。利用万能电子拉伸机、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪分析了填料处理剂及填料并用对PLA/填料体系结构和性能的影响。结果表明,不同的填料处理剂对PLA/填料复合材料的拉伸力学性能有不同的影响,而且一元醇的处理效果优于其他类型的处理剂。不同的填料并用对PLA填料复合材料拉伸力学性能影响较小。填料的加入促进了聚乳酸的结晶,降低了PLA的冷结晶温度,但对聚乳酸最终的结晶度和晶体结构没有影响。
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
PLA及其复合材料脆断断面的SEM照片
/填料体系结晶的影响图2a为PLA及PLA复合材料所得到的降温曲线。从图中可以看出纯的PLA在降温过程中未形成结晶峰，而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程形成了结晶峰。这是因为在PLA复合材料中，填料起到了成核剂的作用，降低了成核的表面位垒，从而促进了PLA结晶。而纯的PLA在降温过程不发生结晶，可能是因为降温过程时间比较短，PLA分子链没有足够的时间均相成核，从而不能形成晶体结构。a－降温曲线(170℃→30℃，降温速率5℃/min)b－升温曲线(30℃→170℃，升温速率5℃/min)图2PLA及PLA复合材料DSC曲线Fig2DSCcurvesofPLAanditscomposites表4纯PLA及PLA复合材料样品的DSC结果1)Tab4DSCresultsofPLAanditscomposites试样名Tc/℃Tcc/℃Tm1/℃ΔHc/J·g－1PLA102.9143.9PLA/CaCO3/滑石粉99.9144.0PLA/淀粉/滑石粉99.8145.418.8试样名ΔHcc/J·g－1ΔHm/J·g－1χ/%ΔHm/J·g－1PLA29.530.232.329.5PLA/CaCO3/滑石粉19.319.9PLA/淀粉/滑石粉20.321.7注:1)Tc－结晶温度;Tcc－冷结晶温度;Tm1－低温熔融峰温度;Tm2－高温熔融峰温度;ΔHm－熔融焓;ΔHc－结晶焓;ΔHcc－冷结晶焓;χ－结晶度。图2b为PLA及PLA复合材料的升温曲线。从图中可以观察到，升温过程中纯的PLA会发生冷结晶，形成冷结晶峰;而PLA复合材料均不形成冷结晶峰。这可能是因为对于纯的PLA，在降温过程中不能形成晶体结构，但是能够形成一定有序程度的微观结构，这种结构在升温的过程中起着类似成核剂的作用，使得PLA在升温的过程中能够发生冷结晶。而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程结晶已经较为
腟EM照片，可以看出纯PLA的脆断断面比较平整，而复合材料的脆断断面比较粗糙，均存在许多小孔结构，这应该是填料颗粒脆断时脱落形成的。滑石粉以片状结构嵌入PLA基体中，同时两者之间存在一定的间隙，说明滑石粉与基体树脂之间的相容性不是很好;比较PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料与PLA/淀粉/滑石粉复合材料的电镜照片，可以看出淀粉比碳酸钙与基体的界面更加模糊。从总体上看，填料碳酸钙和淀粉与PLA基体间的粘接均较好于滑石粉，填料的分散也较为均匀，界面性质较好。a－PLAb－PLA/碳酸钙/滑石粉c－PLA/淀粉/滑石粉图1PLA及其复合材料脆断断面的SEM照片Fig1SEMsofthebrittlefracturesectionofPLAanditscomposites2.3填料并用对PLA/填料体系结晶的影响图2a为PLA及PLA复合材料所得到的降温曲线。从图中可以看出纯的PLA在降温过程中未形成结晶峰，而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程形成了结晶峰。这是因为在PLA复合材料中，填料起到了成核剂的作用，降低了成核的表面位垒，从而促进了PLA结晶。而纯的PLA在降温过程不发生结晶，可能是因为降温过程时间比较短，PLA分子链没有足够的时间均相成核，从而不能形成晶体结构。a－降温曲线(170℃→30℃，降温速率5℃/min)b－升温曲线(30℃→170℃，升温速率5℃/min)图2PLA及PLA复合材料DSC曲线Fig2DSCcurvesofPLAanditscomposites表4纯PLA及PLA复合材料样品的DSC结果1)Tab4DSCresultsofPLAanditscomposites试样名Tc/℃Tcc/℃Tm1/℃ΔHc/J·g－1PLA102.9143.9PLA/CaCO3/滑石粉99.9144.0PLA/淀粉/滑石粉99.8145.418.8试样名ΔHcc/J·g－1ΔHm/J·g－1χ/%ΔHm/J·g－1PLA29.530.232.329.5P
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种增塑剂增塑聚乳酸的性能研究[J]. 张永伟,郭少华,吴智华. 现代塑料加工应用. 2007(06)
本文编号：3447960
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
PLA及其复合材料脆断断面的SEM照片
/填料体系结晶的影响图2a为PLA及PLA复合材料所得到的降温曲线。从图中可以看出纯的PLA在降温过程中未形成结晶峰，而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程形成了结晶峰。这是因为在PLA复合材料中，填料起到了成核剂的作用，降低了成核的表面位垒，从而促进了PLA结晶。而纯的PLA在降温过程不发生结晶，可能是因为降温过程时间比较短，PLA分子链没有足够的时间均相成核，从而不能形成晶体结构。a－降温曲线(170℃→30℃，降温速率5℃/min)b－升温曲线(30℃→170℃，升温速率5℃/min)图2PLA及PLA复合材料DSC曲线Fig2DSCcurvesofPLAanditscomposites表4纯PLA及PLA复合材料样品的DSC结果1)Tab4DSCresultsofPLAanditscomposites试样名Tc/℃Tcc/℃Tm1/℃ΔHc/J·g－1PLA102.9143.9PLA/CaCO3/滑石粉99.9144.0PLA/淀粉/滑石粉99.8145.418.8试样名ΔHcc/J·g－1ΔHm/J·g－1χ/%ΔHm/J·g－1PLA29.530.232.329.5PLA/CaCO3/滑石粉19.319.9PLA/淀粉/滑石粉20.321.7注:1)Tc－结晶温度;Tcc－冷结晶温度;Tm1－低温熔融峰温度;Tm2－高温熔融峰温度;ΔHm－熔融焓;ΔHc－结晶焓;ΔHcc－冷结晶焓;χ－结晶度。图2b为PLA及PLA复合材料的升温曲线。从图中可以观察到，升温过程中纯的PLA会发生冷结晶，形成冷结晶峰;而PLA复合材料均不形成冷结晶峰。这可能是因为对于纯的PLA，在降温过程中不能形成晶体结构，但是能够形成一定有序程度的微观结构，这种结构在升温的过程中起着类似成核剂的作用，使得PLA在升温的过程中能够发生冷结晶。而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程结晶已经较为
腟EM照片，可以看出纯PLA的脆断断面比较平整，而复合材料的脆断断面比较粗糙，均存在许多小孔结构，这应该是填料颗粒脆断时脱落形成的。滑石粉以片状结构嵌入PLA基体中，同时两者之间存在一定的间隙，说明滑石粉与基体树脂之间的相容性不是很好;比较PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料与PLA/淀粉/滑石粉复合材料的电镜照片，可以看出淀粉比碳酸钙与基体的界面更加模糊。从总体上看，填料碳酸钙和淀粉与PLA基体间的粘接均较好于滑石粉，填料的分散也较为均匀，界面性质较好。a－PLAb－PLA/碳酸钙/滑石粉c－PLA/淀粉/滑石粉图1PLA及其复合材料脆断断面的SEM照片Fig1SEMsofthebrittlefracturesectionofPLAanditscomposites2.3填料并用对PLA/填料体系结晶的影响图2a为PLA及PLA复合材料所得到的降温曲线。从图中可以看出纯的PLA在降温过程中未形成结晶峰，而PLA/碳酸钙/滑石粉复合材料以及PLA/淀粉/滑石粉复合材料在降温过程形成了结晶峰。这是因为在PLA复合材料中，填料起到了成核剂的作用，降低了成核的表面位垒，从而促进了PLA结晶。而纯的PLA在降温过程不发生结晶，可能是因为降温过程时间比较短，PLA分子链没有足够的时间均相成核，从而不能形成晶体结构。a－降温曲线(170℃→30℃，降温速率5℃/min)b－升温曲线(30℃→170℃，升温速率5℃/min)图2PLA及PLA复合材料DSC曲线Fig2DSCcurvesofPLAanditscomposites表4纯PLA及PLA复合材料样品的DSC结果1)Tab4DSCresultsofPLAanditscomposites试样名Tc/℃Tcc/℃Tm1/℃ΔHc/J·g－1PLA102.9143.9PLA/CaCO3/滑石粉99.9144.0PLA/淀粉/滑石粉99.8145.418.8试样名ΔHcc/J·g－1ΔHm/J·g－1χ/%ΔHm/J·g－1PLA29.530.232.329.5P
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种增塑剂增塑聚乳酸的性能研究[J]. 张永伟,郭少华,吴智华. 现代塑料加工应用. 2007(06)
本文编号：3447960
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