反应挤出制备高熔体强度聚乳酸及性能表征

发布时间：2020-08-24 11:39

【摘要】：聚乳酸(PLA)是一种高强度、高模量、可生物降解的热塑性树脂,具有广阔的应用潜力。但熔体强度低的缺点导致PLA的应变硬化效应不明显,这限制了PLA在发泡、吹膜等方面的应用。针对PLA熔体强度低的缺陷,本文通过反应挤出法制备具有支链结构的高熔体强度PLA;另对PLA进行增韧改性。实验主要内容包括以下三个部分:通过考察不同多官能单体对PLA熔体强度的影响,选取了沸点高的1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为接枝单体,采用反应挤出接枝的方法制备了接枝产物(HDDA-g-PLA)。通过对产物熔体强度的测试,随着HDDA接枝率的增大,产物的熔体流动速率及熔垂高度降低,熔体强度得到提高。动态流变性能研究表明产物的链松弛时间和黏弹特性明显,定性说明接枝反应引发主链有长支链结构产生,同时产物缺口冲击强度的提高也说明了与支链的产生有关。并由实验结果及理论基础提出了合理的反应机理,即PLA主链生成的叔碳自由基经断链反应形成羰基自由基,一方面羰基自由基与PLA链反应生成梳型长支链分子;另一方面更多与含双键的HDDA单体反应形成链自由基,继续与PLA主链反应形成长支链结构,使PLA的熔体强度得到提高。考察熔体强度的提高对接枝产物结晶性能的影响。结果表明,随着HDDA接枝率的增大,产物的结晶性能得到改善。当添加3wt%(接枝率为1.0%)的HDDA时,产物的结晶度为40%,同时球晶密度显著增大,球晶尺寸变小,说明由接枝产生的支链结构起到成核的作用,而产物的晶体构型仍为α晶型。添加乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)对PLA进行增韧。通过PLA/EVA/HDDA/DCP体系一步反应挤出,研究了乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)含量对体系韧性的影响。随着EVA含量的增加,材料的缺口冲击强度先升后降,当EVA含量为8wt%时,其冲击缺口击强度为7.5 kJ/m~2,韧性提高了97%。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ323.4
【图文】：

聚乳酸的合成路线图

图 1.2 PLA 与其他热塑性塑料的 Tg和 Tm值的比较[受温度的影响较大，超过限制温度容易导致 PLA 的度（Tg）约为 60℃，熔融温度（Tm）为 125～174℃

PLLA及支化PLLA在不同拉伸速率（0.05、0.1、0.3、0.5s-1）下的瞬态拉伸粘度随时间的变化

【参考文献】

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本文编号：2802421