聚乳酸-彈性體-蒙脫土復合材料的制備及其結(jié)構(gòu)、力學性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種由乳酸縮聚或丙交酯開環(huán)聚合而成的熱塑性脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以應用到醫(yī)療衛(wèi)生、服裝、家用裝飾、工業(yè)等多個領域，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。但是，純聚乳酸存在性脆、抗沖擊性能差、加工性能有待提高、成本高等缺點，使聚乳酸的應用仍受到很大限制。為此，本論文采用層狀粘土納米復合材料增強和聚合物增韌共混改性的方法，綜合聚合物/蒙脫土納米復合材料和聚合物共混改性的優(yōu)點，制備聚乳酸/EVA/

2、蒙脫土復合材料，以改善聚乳酸力學性能。 論文首先對實驗用聚乳酸、EVA、蒙脫土的基本性能進行測試分析。然后通過型微型共混擠出儀和哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備了PLA/MMT和EVA/MMT復合材料，并通過廣角X射線衍射(WAXD)、透射掃描電鏡觀察(TEM)、機械熱分析(DSC)及動態(tài)機械熱分析(DMA)、拉伸測試等方法對PLA/MMT和EVA/MMT復合材料的制備條件、結(jié)構(gòu)和力學性能進行研究。最后，在PLA/MMT和EVA/MMT復合材

3、料的基礎上采用哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備PLA/EVA/MMT三元共混復合材料，經(jīng)沖擊性能實驗考查PLA/EVA/MMT復合材料的力學性能，并初步分析了復合材料韌性增加的原因。 通過實驗及分析得到如下結(jié)論： (1)在哈克轉(zhuǎn)矩流變儀上制備PLA/MMT時，MMT質(zhì)量含量不宜超過10％且MMT為干態(tài)，較優(yōu)的共混條件是145℃、80r/min、共混8min；EVA/MMT復合材料制備時MMT以濕態(tài)參與共混效果更好，共混溫度為100℃，

4、轉(zhuǎn)速為60r/min，共混時間為15min時得到的共混物綜合性能較好。 (2)通過微型共混儀和哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備的PLA/MMT復合材料經(jīng)WAXD、TEM、DSC和拉伸實驗測試發(fā)現(xiàn)，MMT以納米級聚集體的形式分布在PLA基體，原有的規(guī)整片層堆砌結(jié)構(gòu)被破壞，形成部分剝離型的納米復合材料，使PLA/MMT復合材料的彈性模量明顯提高，同時使PLA的結(jié)晶度略有提高，熔點下降，但對PLA晶型無明顯影響。 (3)通過微型共混儀和哈克

5、轉(zhuǎn)矩流變儀制備的EVA/MMT復合材料經(jīng)多項實驗測試后結(jié)果表明，與PLA/EVA復合材料相比經(jīng)膨潤后的MMT可以更小的納米聚集體形式分布在EVA基體中，形成部分剝離型的納米復合材料，MMT的加入對EVA結(jié)晶性能無明顯影響，但也使EVA/MMT共混復合材料的彈性模量顯著增大。 (4)在哈克轉(zhuǎn)矩流變儀上制備PLA/EVA復合材料時，EVA質(zhì)量含量應在20wt％以內(nèi)，由于兩組分相容性較差，選擇加入馬來酸酐接枝EVA進行增容，但經(jīng)試驗驗