成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响_兰小蓉.pdf

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1、第8期高分子学报No．82013年8月ACTAPOLYMERICASINICAAug．，2013·快报·*成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响＊＊＊＊兰小蓉吴枫季得运冯建民刘正英杨鸣波(四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室成都610065)摘要通过POM、DSC以及流变测试系统考察了成核剂(PPZn)及其完善剂(E61)对PLA结晶形貌及其结晶能力的影响．POM结果表明PPZn和E61对PLA的结晶形态的影响随两者含量的变化而变化．加入低含量的PPZn可诱导PLA得到一定完善程度的球晶，而较高含量的PPZn能够诱导PLA基体得到针状晶体．通过添加少量E61可使在PPZ

2、n较高含量下的PLA针状晶体转变为球晶．但更高含量E61的添加却使PPZn的成核作用受到抑制，再次生成针状晶体，且E61含量越高，抑制作用越明显．DSC和流变测试进一步证明PPZn可显著提高PLA的结晶能力、有效地缩短基体结晶时间，而E61的添加对PLA的结晶速率影响不大．关键词聚乳酸，成核剂，完善剂，球晶，针状晶体聚乳酸(PLA)作为一种可降解的生物基塑料最终结晶形态和结晶能力产生影响．因此，本文选已逐步应用于医疗器械、纺织品以及包装业等领用PLA的商品化成核剂(苯基磷酸锌(PPZn))以［1］［2］［3］域．然而，耐热性差、韧性低、结晶速率非及与PPZn搭配使用的成核完善剂(E61)，

3、系统地［4，5］常低等缺点严重限制了PLA的广泛应用．众研究不同含量的PPZn以及不同比例的PPZn与所周知，聚合物的结晶行为可以在很大程度上影E61对PLA结晶形态和结晶能力的影响．响材料的力学性能以及耐热性等．提高PLA的结1实验原料及主要设备5晶速率可有效地缩短其成型加工周期，且通过对聚乳酸(PLA，REVODE110)，Mw=1×10，PLA的结晶形态以及结晶度进行有效地调控也能浙江海正生物材料有限公司;苯基磷酸锌［6］［7］有效改善其力学性能、热性能和降解性(PPZn)，日产化学工业有限责任公司;成核完善［8］能．近年来，聚乳酸结晶行为的研究和调控引剂(E61)，日产化学工业有限

4、责任公司．配有热台［9～13］起研究者们的广泛关注，其中，添加成核剂(THMS600)的偏光显微镜(DMIP)，德国Leica是一种常用的调控手段．此方法不仅可以明显地公司;同向旋转双螺杆挤出机(SHJ-20)，南京杰提高PLA的结晶速率，还可以有效地调控其结晶恩特机电有限公司;示差扫描量热仪(DSC，［14］形态．PLA常用的商品化成核剂包括有机磷酸Q20)，美国TA仪器公司;高级流变仪［15～17］［14，18］盐类、多酰胺类化合物和硬脂酰胺类(AR200EX)，美国TA仪器公司．［19，20］化合物．然而，这些有机化合物在PLA熔体2试样制备中不容易被分散均匀，而且与PLA分子链的相

5、互首先，PLA粒料置于鼓风干燥箱中于80℃干作用也不是很强，导致其成核作用无法得到充分燥24h，然后采用同向双螺杆挤出机熔融混合制发挥．同时，这些成核剂本身在PLA基体中可能备不同PPZn含量的PLA试样(标记为PLA-P-得到不同的自组装结构，进而诱导PLA基体附生X)，其中P表示PPZn，X表示每100gPLA中所结晶于这些不同的成核剂结构表面而得到不同的含PPZn的克数，分别为0．1，0．3和0．5．同时，固［14］晶体形态．目前文献报道主要集中于不同成核定PPZn的含量为0．3wt%，采用同样的加工方法剂对PLA结晶行为的影响，鲜有文献报道成核完制备不同E61含量的PLA试样(标记

6、为PLA-P-善剂对其结晶形态和结晶能力的影响，同时成核0．3-E-Y)，其中E表示E61，Y表示每100gPLA剂及其成核完善剂的不同含量配比也可能对PLA中所含E61的克数，分别为0．03，0．06，0．15和*2013-03-29收稿，2013-05-22修稿;国家自然科学基金(基金号51033003)资助项目．＊＊通讯联系人，E-mail:liuzhying@scu．edu．cn;yangmb@scu．edu．cndoi:10．3724/SP．J．1105．2013．13112949950高分子学报2013年0．3．双螺杆挤出机从料斗到机头的温度分别设定晶．且较低含量的PPZn小尺

7、度针状结构对PLA为150，162，172和165℃．将挤出所得粒料置于的球晶形态没有明显影响，所以PPZn能够促进鼓风干燥箱中于80℃干燥24h．将干燥后的粒料PLA的结晶并在60min时即可形成比较完善的在200℃下置于两载玻片间压制成厚度约为20球晶形态．当PPZn的含量进一步增至0．3wt%μm的薄膜用于偏光显微镜观察．将干燥后的粒时，PPZn自组装形成的小尺度针状结构更加明料经热压成型制得1．5mm厚的圆片用于