聚乳酸的热稳定性及力学性能的研究

近年来，由于“白色污染”日益严重，不仅影响了人们的日常生活，而且给国家的经济生产带来巨大的危害。因此，开发可降解塑料已成为世界范围的研究热点。聚乳酸是人工合成的热塑性的脂肪族聚醋。由于其具有良好的生物降解性能，优异的生物相容性和生物可吸收性，在降解后不会遗留任何环保问题，在医学领域已被认为是最具有前途的可降解高分子材料，例如用作手术缝合线，骨科固定材料，药物缓释和组织培养等。另外，聚乳酸还具有较高的弹性模量和硬度，可以用于包装材料。在环保要求的推动下，人们对聚乳酸产生了进一步的研究兴趣和重视，开始将其作为通用塑料替代产品的探索和开发。但是PLA自身的不足之处：热稳定性较差，脆性严重，价格昂贵。这些对产品的性能影响较大，严重阻碍了聚乳酸市场的进一步扩大。本文就是针对聚乳酸的不足之处，找到行之有效的解决办法，为聚乳酸的进一步推广奠定基础。1．采用熔融共混的方法，加入少量的有机蒙脱土，制备出聚乳酸／蒙脱土纳米复合材料。通过广角X射线衍射表明，复合材料中蒙脱土片层间距增大，聚乳酸的分子链插入到蒙脱土片层的层间隙中，形成了嵌入式插层结构。由热失重实验结果表明，蒙脱土的加入使聚乳酸的热稳定性明显改善。与纯聚乳酸相比，它的热分解温度在空气中至少提高了22.5℃，在氮气中至少提高了14℃。2．聚乳酸与有机小分子亚磷酸三苯酷熔融共混。由热失重实验结果表明，聚乳酸的热稳定性显著改善。核磁共振谱表明，主要是在熔融共混过程中，聚乳酸同亚磷酸三苯酷发生了化学反应，使得聚乳酸的分子发生扩链反应，使得分子量增加。分子量增加，热降解温度提高。3．采用熔融共混的方法，制备了聚乳酸／碳酸钙和聚乳酸／聚乙二醇／碳酸钙复合材料。由拉伸实验和冲击实验结果表明，碳酸钙的填充量能够达到50％，成本降低；并且材料的机械性能明显改善。