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1、聚乳酸发泡材料研究进展****单位：重庆文理学院地址：重庆永川邮编：402160（RP.inChina）摘要：聚乳酸(PLA)复合发泡材料是一类重要的环境友好新型可降解材料.该材料通常是以PLA高聚物为主要原料,以其它可降解物质(如脂肪族树脂、淀粉、天然纤维等)为辅助成分复合发泡而成.论述了近年来国内外环境友好PLA复合发泡塑料的研究进展;综述了PLA复合发泡体存在的问题;概述并展望了PLA复合发泡材料的应用领域与发展趋势.关键词：聚乳酸；发泡材料；高分子；增粘改性；复合材料PolylacticAcidFoamMaterialsResearchWangHua
2、nUnit:ChongqingUniversityofArtsAddress:YongchuanZipCode:402160（RP.inChina）Abstract:Polylacticacid(PLA)compositefoammaterialisanimportantclassofnovelbiodegradableandenvironmentallyfriendlymaterial.ThismaterialusuallyPLApolymerasthemainrawmaterial,otherbiodegradablematerials(suchasal
3、iphaticresin,starch,naturalfibers,etc.)forauxiliarycomponentsmadeofcompositefoamdiscussestherecentdevelopmentandenvironment-friendlyPLAcompositefoamplastic;aSummaryofthePLAcompositefoamproblems;overviewandoutlookoftheapplicationareaPLAcompositefoammaterialandtrends.Keyword:polylact
4、ic;foam;macromolecule;thickeningmodified;composites一、引言聚乳酸由于具有优良的生物降解性和相容性等特点而成为食品包装材料的研究热点。但是聚乳酸存在结晶速率慢,性脆,熔体强度低的缺点,因此考虑利用兼具降解性和高强度的纳米纤维素作为填充粒子来解决。这样不仅可以缓解资源短缺等生态问题,同时也提供了一种可广泛应用于生活各方面的高性能材料首先以微晶纤维素为原料,通过硫酸酸解,离心,超声得到纳米纤维素。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分别观察微晶纤维素及纳米纤维素的外貌形态,得到横向直径为20-3
5、0nm,长度多为200nm-400nm的纳米纤维素。。通过X射线衍射分析仪(XRD)和热失重分析仪(TGA)对微晶纤维素及纳米纤维素的结晶度和热稳定性进行了分析,发现纳米纤维素的结晶度高于微晶纤维素,且热分解温度范围变宽。并通过单因素及正交试验对纳米纤维素的制备工艺条件进行了优化,发现制备工艺中的反应时间对纳米纤维素得率的影响最显著。进一步通过溶液浇铸法得到高纳米纤维素含量的聚乙二醇／纳米纤维素复合填充料,并将其与聚乳酸进行熔融共混制备聚乳酸／纳米纤维素复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析了纳米纤维素在聚乳酸基体
6、中的分散及材料的相结构。研究发现纳米纤维素粒子通过分子表面羟基之间的氢键作用在复合材料中彼此联接形成了网络结构。并通过高级流变扩展系统(ARES)及熔体流动速率的测定研究了材料的流变性能,结果表明纳米纤维素能显著提高熔体的储能模量和损耗模量,且储能模量出现了低频平台,进一步证明了填充粒子在复合材料中形成的网络结构。同时研究分析了复合材料的热性能,发现纳米纤维素及聚乙二醇的添加提高了聚乳酸熔体排布的规整度,改善了熔融状态下聚乳酸的结晶能力。最后考察了复合材料的力学性能,发现纳米纤维素的添加增强了复合材料的拉伸强度,聚乙二醇的添加促进了纳米纤维素与聚乳酸之间的界
7、面粘合,改善了材料的柔韧性。最后采用超临界二氧化碳对聚乳酸复合材料进行发泡,制得聚乳酸微孔泡沫材料,考察了复合材料中纳米纤维素与聚乙二醇的含量对发泡材料的泡孔形态及体积膨胀率的影响,发现纳米纤维素在材料发泡成型过程中起到了异相成核的作用。同时研究了复合材料在超临界二氧化碳中不同的浸泡时间及发泡温度对材料的泡孔形态及体积膨胀率的影响,发现发泡温度对泡孔形态的影响最显著,得到最佳样品PLA-P-N-8,并将其置于100。C,4h条件下,制得泡孔密度为3×1010理想微孔发泡材料。以聚乳酸和玉米秸秆纤维为原料制备食品包装材料既能解决不可降解材料给环境带来的污染问题
8、又能缓解石化资源短缺问题,同时还能提高农业副产品的利
