生物可降解高分子增韧聚乳酸的研究进展
2019-05-21魏泽昌蔡晨阳
材料工程 2019年5期
魏泽昌,蔡晨阳,王 兴,付 宇
(南京林业大学 材料科学与工程学院,南京 210037)
生物质高分子材料由于其优异的性能引起了越来越多的关注,因为生物质高分子材料的广泛使用不仅降低了对化石资源的依赖性,而且对环境无害[1-3]。聚乳酸(PLA)也被称为聚丙交酯,是以生物基玉米淀粉制得的乳酸为单体开环聚合得到的一种新型环保型高分子材料,并且最终可以完全降解成环境友好的终产物,如CO2和H2O[4-5]。由于其具有高机械强度、易加工、高熔点、可生物降解性和良好的生物相容性[6-8]等优点,近年来在农业、食品包装、医疗卫生[9-11]等领域得到大量应用。聚乳酸虽具有很好的力学性能,但断裂伸长率低(通常小于10%)和韧性差的缺点限制了它在某些特定领域的广泛使用。
为了解决聚乳酸的高脆性、低韧性的缺点,在目前的研究中尝试的主要方法包括化学共聚[12-14]、塑化[15]和共混等各种技术来进行增韧[16]。尽管化学共聚可以有效提高聚乳酸的延展性,但是聚乳酸的一些优良性能会下降,例如:明显降低了机械强度以及熔融温度,同时共聚过程中反应时间长,反应条件苛刻也是应用中需要面对的困难。另一方面,增塑剂的使用虽然可以改善聚乳酸的热加工性和提高聚乳酸的韧性,但是韧性的明显改善需要含量较高的增塑剂,这会导致拉伸强度和弹性模量的显著降低,同时,聚乳酸在储存期间也会存在增塑剂迁移到表面的潜在危害[16],从而造成聚乳酸在食品包装等应用中的安全隐患。……
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