聚乳酸有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及仿真.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種以可再生植物資源為原料的可降解高分子樹(shù)脂,由于它具有良好的生物相容性,因此在醫(yī)藥領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用。但是PLA樹(shù)脂在耐用工業(yè)品領(lǐng)域的應(yīng)用則相對(duì)較少,這是因?yàn)榇笠?guī)模的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式往往會(huì)使耐熱性較差的PLA在加工過(guò)程中就迅速降解。相關(guān)研究表明,添加少量有機(jī)蒙脫土能夠顯著提升PLA基體的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、氣體阻隔性和降解速率等多種性能。
　　 本文以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和殼聚糖(CTS)作為改性

2、劑對(duì)鈉基蒙脫土(MMT)進(jìn)行了有機(jī)改性,并以PLA和改性MMT為原料用溶液插層法制備出了聚乳酸／有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。為了探究有機(jī)改性劑以及PLA插層MMT的深層原因,本文使用分子模擬技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合的方法對(duì)聚乳酸／有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究,主要工作如下:
　　 1)采用CTAB改性鈉基蒙脫土制得有機(jī)蒙脫土(OMMT),在此基礎(chǔ)上用CTS對(duì)OMMT進(jìn)行二次改性制得二次功能性蒙脫土(TFC)。用溶液插層法

3、分別將純MMT、OMMT和TFC與PLA進(jìn)行復(fù)合,制備了3種PLA基蒙脫土復(fù)合材料:PLA／MMT、PLA／OMMT、PLA／TFC。
　　 2)通過(guò)傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線(xiàn)、透射電鏡(TEM)對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并通過(guò)熱重分析法(TG)考察了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。X射線(xiàn)和TEM顯示,PLA／OMMT為插層型納米復(fù)合材料、PLA／TFC為剝離型納米復(fù)合材料,而PLA／MMT僅為微米復(fù)合材料。在這三種復(fù)合材料中

4、,PLA／TFC的熱穩(wěn)定性最好,其起始熱分解溫度較純PLA提高24℃。
　　 3)依據(jù)試驗(yàn)所用原料構(gòu)建了MMT晶體模型以及CTAB、CTS、PLA分子模型,并以這些模型為基礎(chǔ)構(gòu)建了OMMT、TFC、PLA／OMMT、PLA／TFC模型。利用分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)MMT溶脹過(guò)程、有機(jī)改性劑插層MMT過(guò)程以及改性MMT與PLA的復(fù)合過(guò)程進(jìn)行了模擬,結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果研究了有機(jī)改性劑及PLA插層MMT過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力。