γ辐射plla的力学稳定性

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1、362008年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集^y辐射PLLA的力学稳定性陈金周于伟东田青亮何海霞牛明军李新法王经武(郑州大学材料科学与工程学院，郑州450052)摘要以左旋聚乳酸(PLLA)为研究对象，采用多官能团单体三烯丙基异氰酸酯(TAlC)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为敏化剂，利用熔融共混方法制备了PLLA／TAIC和PLLA／TMPTA材料，并利用”co吖射线源，在较低剂量范围内(D≤25kGy)，对所制备的材料进行1辐射。研究了1辐射剂量、敏化荆种类、敏化荆合量对材料力学性能等方面的影响。结果表明，在所考察的剂量范围(O一25kGy)内，

2、PLLA的粘均分子量(肘。)随剂量的增大而降低，与辐射前相比，在D=25kGy时，PLLA的肘。降低了47％。在1射线的作用下，TMPTA和TAlC对难于发生交联反应的PLLA均具有较好的敏化作用，相对于TMPTA，TAlC对PLLA的敏化作用较强。所设计的两种辐射敏化体系，虽然多官能团单体最多只有3份。但在较小剂量的1射线辐射后，PLLA的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均有明显的提高。关键词PLIA^y辐射敏化剂粘均分子量力学性能左旋聚乳酸(PLLA)作为一种可生物降解的热塑性高分子材料，越来越受到人们的重视。由于其既具有通用塑料的实用性能，又具有生物可降解性，所

3、以近年来被产业界定为环保型食品包装材料和医疗用品家族的一颗明星⋯。^y辐射灭菌常用于食品和医疗用品的灭菌怛』，作为将要广泛用于食品包装、医疗用品的PLLA，在辐射灭菌时也受到高能^y射线的作用，这样也将使PLLA发生电离辐射效应。引起其结构与性能发生不同程度的变化，从而可能影响其实用性能，因此有必要研究这类新材料的电离辐射效应。一些学者日’50研究了高能射线下P【广LA的降解行为，一般认为链断裂可发生在晶区和非晶区∞J。但研究主要集中在辐射剂量较大情况"】、辐射接枝聚合旧J、作为多孔支架材料的杀菌辐射[9】等方面，而有关如何改善PuA辐射稳定性的研究则鲜见报道。任

4、忠杰等¨叫研究了在低电子束辐射下含有敏化剂三烯丙基异氰酸酯(TAlC)的PLLA体系的辐射稳定性，得到在较高TAlC含量和高辐射剂量(D)下，PLLA力学性能才有较高保持率的结论。TranMinhQuynh等¨u利用TAlC作为敏化剂得到PUA、右旋聚乳酸(PDLA)共存的聚乳酸(PLA)，可以改善PLA的热稳定性和力学性能。日本住友电工超效能高分子公司用工业电子线发生装置对PLLA进行辐射交联，开发了耐1000C高温的PLLA材料，可以用于制造透明水杯、饭盒等硬质容器¨2。。笔者在较低剂量(如食品、医疗用品常用辐射剂量小于25kGy)1射线作用下，就如何改善PL

5、广LA的Y辐射稳定性进行探讨，为PuA及其用于食品、医药与工程材料的辐射加工与应用提供依据。1实验部分1．1主要原料与试剂PuA：自制；三氯甲烷：分析纯，安徽宿州化学试剂厂；TAlC：工业品，北京科贝尔有限公司；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)：工业品，北京东方化工厂。1．2主要仪器、设备双螺杆挤出机：TE一34型，化工部挤出机械研究所(南京科亚)；注塑机：HTFS02W2型，宁波海天股份有限公司；电子万能试验机：CMT5104型，深圳新三思试验设备有限公司；悬臂梁冲击试验机：)(Ju一22型，承德市试验机厂；∞co1射线源：7．4×1015Bq，河南省科学院

6、同位素研究所；熔体流动速率(MFR)测定仪：XRZ一300型，长春非金属材料试验机厂。1．3试样制备依照配方，将PuA分别与不同含量的敏化剂TAlC、TMPTA进行混合，后将混合料用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出粒料在70。C的恒温下鼓风干燥12h，然后将其在注塑机上分别注射成型成标准试样。TAlC为1份时(PLLA为100份)时记为TAICl，TMPTA为1份时(PuA为100份)时记为TMP．陈金周，等：．y辐射PILA的力学稳定性37TAl，其余以次类推。1．41辐射将所得标准试样在空气气氛和室温下，用60co1射线源以剂量率100Gy／min进行辐射，辐射剂量

7、范围为0—25kGy。1．5性能测试(1)凝胶含量分别称取1辐射前后的PuA及PLLA／敏化剂粒料用180目的丝网包好，做好标记，用三氯甲烷提取PLLA30h，并将抽提后的固体样放在100％烘箱中干燥至恒重后称重，按式(1)计算凝胶含量(g)：g=m／moX100％(1)式中，m。和m分别为抽提前、后试样的质量。(2)MFR将一定量的粒料装人料筒中压实，在温度190。C、负荷2．16kg的条件下，用MFR仪测各粒料的MFR。(3)力学性能拉伸性能按GB／T1040—1992测试，拉伸速率50mm／min，标距50mln；弯曲性能按GB／T9341—2000测试，弯

8、曲速率2．