高耐热性聚乳酸/木粉复合材料的制备与性能研究
2021-05-15夏艺玮李诗意冯玉林赵桂艳李岚霆王昌赫
夏艺玮,李诗意,冯玉林,赵桂艳,李岚霆,王昌赫
(1.辽宁石油化工大学 石油化工学院,辽宁 抚顺 113001;2.深圳锐沣科技有限公司,广东 深圳 518109)
聚乳酸(PLA)作为一种来源于可再生资源的热塑性脂肪族聚酯,不仅具有良好的生物降解性和生物相容性,同时也拥有非常优异的力学强度和加工性能,因此无论在通用塑料领域还是生物医用材料领域,PLA 都展现出广阔的应用前景[1‐2]。然而,由于PLA 的成本较高,耐热性较差,柔韧性较低,限制了PLA 的应用范围。天然纤维价格低廉、可再生可降解,而且具有低密度和高强度的特性。目前,很多学者围绕PLA 与各种类型的天然纤维复合进行探索,如亚麻[3]、洋麻[4]、木粉(WF)[5]等,所得复合材料生物降解性、热稳定性和机械性能都得到改善。然而,由于这些PLA/天然纤维复合材料热变形温度较低,仍然限制了其大范围的应用。PLA 的耐热性与其结晶性能相关,纯PLA 的结晶速率非常慢,结晶度非常低,PLA 的热变形温度较低,超过PLA的玻璃化转变温度开始变形[6]。研究表明,天然纤维可以作为PLA 结晶的成核剂[7‐8],但在实际成型条件下,热变形温度仅从纯PLA 的64.5 ℃略微增加到含质量分数30.0%木粉的复合材料的66.1 ℃[9]。在这种情况下,仍需要较长的退火时间才能使PLA 复合材料完全结晶[10]。此外,在PLA 树脂中加入成核剂能显著提高PLA 的结晶速率,增加结晶度,从而提高PLA 的耐热性能,已发现的成核剂有无机类化合物、有机类化合物、有机高分子等。其中,采用多酰胺类化合物(MA)可以有效地提高PLA 的结晶速率,PLA 的晶核密度和总结晶速率分别提高10 倍和5 倍[11‐12]。……
