聚乳酸-納米二氧化硅原位復(fù)合材料的制備和性能.pdf

1、本文采用原位聚合法，在催化劑作用下，使丙交酯單體在改性的納米二氧化硅表面開環(huán)聚合，改善了聚乳酸的性能，簡化了制備工藝，直接制得聚乳酸/納米二氧化硅復(fù)合材料。 ⑴以D，L-乳酸為原料，在催化劑氧化鋅作用下通過脫水環(huán)化制各出了D，L-丙交酯，研究了減壓脫水時(shí)間和解聚溫度對(duì)丙交酯產(chǎn)率的影響，得出合理的制備工藝條件為：先常壓脫水至液體溫度為145℃，然后加入用量為1.5wt％的催化劑，在150℃下脫水反應(yīng)2h；裂解溫度范圍為170℃-2

2、50℃，丙交酯粗產(chǎn)率能達(dá)到85％左右。選用無水乙醇為丙交酯重結(jié)晶溶劑，通過加熱套加熱，縮短了重結(jié)晶時(shí)間，并將純丙交酯的收率提高到70％左右。經(jīng)三次重結(jié)晶，丙交酯的熔程為125.2-126.3℃。 ⑵用硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)改性納米二氧化硅粉體，討論了偶聯(lián)劑的用量對(duì)改性效果的影響，得出了較合理的偶聯(lián)劑用量為納米二氧化硅用量的10wt％。 ⑶討論了聚乳酸/納米二氧化硅復(fù)合材料的制備方法

3、。分析了復(fù)合材料制備過程中各種單因素(催化劑的種類和用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及改性納米二氧化硅用量)對(duì)聚合物質(zhì)均分子量的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)得出了最優(yōu)制備工藝為：以辛酸亞錫為催化劑，其用量為丙交酯的0.25wt％，聚合反應(yīng)時(shí)間為72h，反應(yīng)溫度為140℃，改性納米二氧化硅的用量為丙交酯的5wt％。按此最佳條件進(jìn)行復(fù)合材料的制備，最終得到聚合物的質(zhì)均分子量(Mw)為1.5091×105。通過復(fù)合材料的紅外光譜和掃描電鏡分析，表明納米二氧化

4、硅與聚乳酸發(fā)生了化學(xué)結(jié)合，并且均勻的分散于聚乳酸基體中。熱失重分析結(jié)果表明，隨著納米二氧化硅含量的增加，聚乳酸納米二氧化硅復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性提高。通過力學(xué)性能分析，可以看出無機(jī)納米粒子的加入提高了材料的拉伸強(qiáng)度。通過材料的吸水性分析，表明納米二氧化硅的加入明顯地改善了聚乳酸的親水性，這可以加快聚乳酸的降解速率，增強(qiáng)相容性。用紫外-可見光分光光度儀分析聚乳酸/納米二氧化硅復(fù)合材料的透光性，結(jié)果表明復(fù)合材料膜的透光率與純聚乳酸膜的透光率相當(dāng)