聚乳酸薄膜表面綠色環(huán)保型阻氧涂層的構(gòu)建與性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)采用富含淀粉的天然植物為原料，經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)酵聚合而成。PLA制品在使用后可降解為H2O和CO2，對(duì)環(huán)境沒有危害，克服了傳統(tǒng)塑料難降解的弊病。但是，PLA薄膜在阻氧性能方面存在明顯不足。
　　本論文選用綠色環(huán)保的羥丙基甲基纖維素(HPMC)、聚乙烯醇(PVA)、單寧酸(TA)以構(gòu)建涂層的形式，解決PLA的阻氧問題。首先以HPMC與TA為原料，采用層層組裝法(LBL)構(gòu)建HPMC/TA涂層。隨后以PVA與TA為原

2、料，采用LBL法構(gòu)建PVA/TA涂層。最后以PVA與TA為原料，采用共沉淀法構(gòu)建PVA/TA復(fù)合物涂層。通過對(duì)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和形貌等表征，研究涂層在PLA表面生長(zhǎng)的規(guī)律。研究三種不同涂層對(duì)PLA阻氧性能、透光性能和力學(xué)性能的影響規(guī)律以及機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　隨著HPMC/TA層數(shù)的增加，涂層在PLA薄膜表面的厚度變化規(guī)律呈現(xiàn)指數(shù)式增長(zhǎng)。當(dāng)HPMC/TA涂層組裝達(dá)到20個(gè)雙層時(shí)，涂層平均厚度約為1.95±0.11μm，氧氣透過

3、率為551.24cc/m2·day，相比原膜降低了約38.13％，有效提高了PLA薄膜阻氧性能。同時(shí)，涂層還賦予了PLA薄膜良好的紫外吸收能力，在281nm處，20層的涂層紫外透過率僅為6.04％;薄膜其他性能如透光率、力學(xué)性能略有下降。
　　在PLA薄膜表面PVA/TA涂層的厚度變化規(guī)律隨其層數(shù)增加也呈現(xiàn)出指數(shù)式增長(zhǎng)。當(dāng)PVA/TA涂層組裝達(dá)到20個(gè)雙層時(shí)，涂層平均厚度約為8.91±0.57μm，氧氣透過率為1.43cc/m2·

4、day，相比原膜降低了約99.84％，明顯提高了PLA薄膜阻氧性能。同HPMC/TA涂層，PVA/TA涂層還賦予了PLA薄膜良好的紫外吸收能力，在281nm處，20層的涂層紫外透過率為0.8％;薄膜的透光率、拉伸強(qiáng)度略有下降，但斷裂伸長(zhǎng)率有所改善。
　　隨著PVA和TA的混合比例的變化，涂層在PLA薄膜表面的厚度和形貌隨之發(fā)生變化。當(dāng)PVA∶TA為1∶0.05時(shí)，薄膜的阻氧性能最好，涂層厚度為0.68μm，氧氣透過率為2.43cc