聚乳酸膜拉伸和部分成核劑誘導(dǎo)結(jié)晶研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著化石能源的枯竭，工業(yè)有毒有害氣體的大量排放及不可降解材料的過(guò)量使用，嚴(yán)重破壞了地球環(huán)境，世界各地的研究者都在尋求新的可降解材料來(lái)應(yīng)對(duì)資源與環(huán)境危機(jī)。聚乳酸制品，綠色環(huán)保，更重要的是，當(dāng)失去利用價(jià)值時(shí)可被微生物降解，具有優(yōu)異的生物可降解性、生物相容性及良好的可塑性，是目前最有前途的聚合物材料。然而，常態(tài)下的聚乳酸產(chǎn)品質(zhì)硬且脆，抗沖擊性很差，大大制約了其應(yīng)用范圍。而聚合物的結(jié)晶可以很好的提高聚合物的機(jī)械性能，同時(shí)使聚合物的熱穩(wěn)定

2、性、光學(xué)性能、透氣性及耐熱性等都有所改善。此外，拉伸和添加成核劑誘導(dǎo)操作簡(jiǎn)單，耗能低，方便可行，擁有十分良好的可操作性。因此聚乳酸膜拉伸和成核劑誘導(dǎo)結(jié)晶研究具有重要理論意義和潛在巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　本論文以外消旋型聚乳酸(D，L-PLA)為原料，以二氯甲烷為溶劑，采用流延法制膜，在動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)上進(jìn)行拉伸處理或加入微量的不同的成核劑，誘導(dǎo)其結(jié)晶，利用偏光顯微鏡(POM)、傅里葉紅外光譜儀(ATR-FTIR)、示差掃描量

3、熱儀(DSC)、X射線衍射(XRD)等手段表征其結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶度及晶型的變化。在微觀狀態(tài)上，從聚合物中間相的角度解釋了外消旋型聚乳酸結(jié)晶度及結(jié)晶行為變化的原因。
　　研究結(jié)果表明，外消旋型聚乳酸薄膜經(jīng)拉伸處理或加入微量成核劑，由無(wú)定型變?yōu)榘虢Y(jié)晶型，其結(jié)晶度及凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)均發(fā)生了改變。外消旋型聚乳酸的結(jié)晶度及結(jié)晶結(jié)構(gòu)不僅與拉伸應(yīng)變有關(guān)，而且與溫度、成核劑等也有關(guān)。拉伸應(yīng)變使得聚乳酸分子鏈取向運(yùn)動(dòng)，使聚乳酸的中間相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使其轉(zhuǎn)變

4、為晶相，從而使得聚乳酸膜的結(jié)晶度得到提高;溫度影響聚乳酸分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力，溫度越高，分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng)，使聚乳酸中間相融合成晶塊;成核劑能改變無(wú)定型聚乳酸分子的結(jié)晶行為，誘導(dǎo)其結(jié)晶，從而提高其結(jié)晶度。在拉伸應(yīng)變、溫度、成核劑等影響外消旋聚乳酸膜結(jié)晶度及結(jié)晶行為的因素中，溫度的影響是最明顯的。POM表明控制其他條件不變，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與熔融溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，外消旋型聚乳酸薄膜的結(jié)晶程度變化十分急劇，結(jié)晶度從7.41％提高至40