PLA-g-GMA的制備及其對(duì)PLA-木粉復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)PLA進(jìn)行熔融接枝改性以制備甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乳酸(PLA-g-GMA)，將接枝物作為增容劑加入到聚乳酸/木粉（PLA/WF）復(fù)合材料中進(jìn)行研究，以期對(duì)PLA與WF的界面相容性進(jìn)行改善。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　以過(guò)氧化二異丙苯(DCP)為引發(fā)劑，利用雙螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)器通過(guò)熔融反應(yīng)擠出法制備了PLA-g-GMA。通過(guò)1H NMR和FT-IR對(duì)產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，證實(shí)了GMA在PLA主鏈上的成

2、功接枝。通過(guò)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純化處理后利用返滴定法對(duì)產(chǎn)物的接枝率進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)反應(yīng)擠出的工藝（反應(yīng)溫度、GMA用量和DCP用量）進(jìn)行了探討。發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度為185℃，GMA用量和DCP用量分別為PLA質(zhì)量的20％和0.8％時(shí)，PLA-g-GMA的接枝率達(dá)4.33％。PLA經(jīng)反應(yīng)擠出后分子量發(fā)生降低，分子量分布也變寬，表明PLA在擠出過(guò)程中發(fā)生了降解;同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著接枝率的增大，接枝物的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)降低的趨勢(shì);經(jīng)反應(yīng)擠出后，PLA-g-G

3、MA在玻璃態(tài)下的儲(chǔ)能模量基本不變，但是熱變形溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨接枝率的增大而降低。
　　通過(guò)熔融擠出-注塑工藝制備了聚乳酸/木粉（PLA/WF）復(fù)合材料，將上述的接枝物PLA-g-GMA作為增容劑添加到復(fù)合材料中，研究接枝物對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著PLA-g-GMA(4.33％)含量的增加，共混材料的拉伸、彎曲以及抗沖擊強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢(shì)，都在增容劑含量為15％時(shí)達(dá)到最大值，其拉伸、彎曲和抗沖擊強(qiáng)度相對(duì)于

4、未增容的復(fù)合材料分別提高近31％、22％和35％，掃描電鏡(SEM)測(cè)試也發(fā)現(xiàn)添加增容劑后的PLA/WF材料斷面的空洞更少，呈現(xiàn)出更好的界面相容性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著PLA-g-GMA的接枝率的增加（從2.63％至4.33％），共混材料的力學(xué)強(qiáng)度不斷增大，說(shuō)明接枝率越高的增容劑帶來(lái)越好的增容效果，PLA和WF的界面結(jié)合得到更好的改善。
　　利用雙螺桿擠出機(jī)CET-20對(duì)前期討論的大分子增容劑PLA-g-GMA的熔融擠出制備進(jìn)行了中試放大

5、實(shí)驗(yàn)，并對(duì)增容的PLA/WF共混材料進(jìn)行了中試制備。發(fā)現(xiàn)經(jīng)反應(yīng)擠出后PLA-g-GMA相比純PLA的分子量有較大程度的降低，說(shuō)明在擠出過(guò)程中發(fā)生一定程度的降解，產(chǎn)物的熔融指數(shù)相比純PLA也有兩倍多的增大，PLA-g-GMA在制備過(guò)程中的擠出電流和熔體壓力都要高于PLA的擠出。將PLA-g-GMA添加到PLA/WF共混體系中，復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度有較明顯的提升，拉伸、彎曲和抗沖擊強(qiáng)度最大可提高27.7％、21％和52.7％，加入15％的增容