齐亚平,罗发亮,王克智
(1.宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021;2.山西化工研究所,山西 太原 030021)
TMBH 对PLLA/PPC(80/20)合金性能的影响
齐亚平1,罗发亮1,王克智2
(1.宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021;2.山西化工研究所,山西 太原 030021)
将聚L-乳酸(PLLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、芳基取代酰肼类化合物成核剂(TMBH)进行熔融共混制备了不同质量配比的复合物。采用DSC、WAXD、SAXS、POM、SEM和力学分析方法表征了TMBH含量对PLLA/PPC(80/20)合金性能的影响。表征结果显示,TMBH的添加对PLLA/PPC(80/20)合金的相容性影响不大,但可显著改善合金中PLLA的结晶能力,使合金的结晶度及组织均匀性提高、长周期减小。PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA的晶体结构不受TMBH及PPC的影响。实验结果表明,合金中TMBH含量为0.4%(w)时,合金的结晶速率最快,结晶度最高,合金的断裂伸长率和冲击韧性达到最高。
聚L-乳酸;聚碳酸亚丙酯;芳基取代酰肼类化合物;结晶;力学性能
聚L-乳酸(PLLA)是生物基可降解塑料的代表之一,具有较好的生物相容性、生物降解性、透明性等,已在手术缝合线、医用绷带与药物载体等领域得到广泛应用[1-6]。但PLLA的结晶速率缓慢,使得成型产品大多呈非晶态,从而降低了产品的机械性能,限制了应用范围[7-8]。聚合物共混改性因具有周期短、性能优良和价格便宜等优点成为发展新材料和使聚合物材料高性能化的重要方法。聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种韧性良好[9]、可完全生物降解的非结晶型新型热塑性聚碳酸酯,因具有良好的透明性、可降解性、高阻隔性及生物兼容性和价格低廉等优点,成为生物降解高分子材料共混改性的主要侯选对象。富露祥等[10]采用熔融共混法将PLA与PPC进行共混制备了可完全降解的PLA/PPC合金。实验结果表明,PPC的加入使PLLA/PPC共混材料的断裂伸长率得到提高,但在高温熔融过程中PPC阻碍并破坏了PLA的结晶,使合金中的PLA的结晶性能降低、结晶速率减慢。因此,改善PLLA/PPC合金中的PLLA的结晶能力对进一步提升合金的性能具有重要的意义。研究表明,芳基取代酰肼类化合物(TMBH)可显著改善PLLA的结晶与韧性性能[11]。
本工作将PLLA,PPC,TMBH进行熔融共混制备了不同质量配比的复合物。采用DSC、WAXD、SAXS、POM、SEM和力学分析方法表征了TMBH含量对质量配比为80/20的PLLA/PPC(简称PLLA/PPC(80/20))合金性能的影响。
PLLA:Mw= 1.0×105,Mn= 5.8×104,浙江海正生物材料股份有限公司;PPC:牌号为PPC101,密度1.27~1.32 g/cm3,熔体流动速率(10 min)2~10 g,南阳中聚天冠低碳科技有限公司;TMBH:熔点为208 ℃,山西化工研究所,结构式见图1。
图1 TMBH的化学结构Fig.1 Chemical structure of tetramethylenedicarboxylic di (2-hydroxybenzohydrazide)(TMBH).
将PLLA在80 ℃的真空干燥箱中干燥12 h,PPC在60 ℃下干燥24 h,TMBH在60 ℃下干燥2 h。将称量好的PLLA,PPC,TMBH按质量比混合均匀。采用武汉瑞鸣塑料机械制造厂SZJS-10A型微型锥型双螺杆挤出机熔融共混并挤出PLLA/PPC/TMBH共混材料,螺杆转速为23 r/min,从加料口到模头的温度范围为180~190 ℃。表1为PLLA/PPC/TMBH共混体系的试样编号及组成。然后采用武汉瑞鸣塑料机械制造厂SZS-15型微型注射机注塑成标准样条,注射温度范围为180~190 ℃,模具温度为35 ℃。
表1 PLLA/PPC/TMBH共混体系的试样编号及组成Table 1 The sample number and composition of PLLA/PPC/TMBH blends
1.3.1 DSC表征
采用美国TA公司Q20型示差扫描量热仪对试样进行DSC表征。
非等温结晶程序:称取5 mg试样密封于铝坩锅中,在N2保护下,将试样以20 ℃/min的速率升温至200 ℃并恒温3 min以消除热历史,然后以10 ℃/min的速率降至0 ℃,再以10 ℃/min的速率升温至200 ℃,记录降温曲线及随后的升温曲线。最后,采用同样的程序消除热历史,之后以最快的速率快速冷却至0 ℃,再以10 ℃/min的速率升温至200 ℃,记录升温过程曲线。
等温结晶程序:称取约5 mg的试样密封于铝坩埚中,在N2保护下,将试样从室温升至200 ℃,熔融并恒温3 min以消除热历史,然后以最快的速率降至试样的结晶温度(132,134,136,138 ℃)分别进行等温结晶,结晶完成后再以10 ℃/min的速率升温至200 ℃,记录热流随时间变化的曲线。
1.3.2 WAXD表征
采用日本理学株式会社D/MARX2200/PC型广角X射线衍射仪对制备的哑铃型标准样条进行WAXD表征,Cu Kα靶,管电压2.0 kV,扫描范围2θ = 3°~50°,扫描速率 5(°)/min。
1.3.3 SAXS表征
采用德国 Bruker公司 D8 Discover型小角 X 射线散射仪对聚合物试样的片晶织构进行SAXS进行表征,Cu Kα靶,管电流30 mA,管电压30 kV。
1.3.4 POM表征
采用德国Leica公司DM 2500 P型偏光显微镜观测并记录晶体的形貌及生长情况。取少量制备好的待测材料,置于热台上的圆形玻璃片上,升温至200 ℃,恒温5 min,再盖上另一圆形玻璃片,然后压至薄膜,自然冷却至室温备用。将制备好的试样放入热台,调整观测角度和清晰度,然后以40 ℃/min的速率升温至200 ℃,恒温3 min,再以20 ℃/min的速率降至125 ℃,恒温80 min。
1.3.5 SEM表征
将冲击样条在液氮下淬冷后用冲击试验机冲断,对断面进行喷金,采用日本岛津公司KYKY 2800 B型场发射扫描电子显微镜对断面的表面形貌进行SEM表征。
1.3.6 力学性能分析
采用上海协强仪器制造有限公司GTM 8050 S型微机伺服控制电子万能材料试验机和承德精密试验机有限公司XJC-25ZD型电子组合式摆锤冲击试验机对标准样条进行拉伸及抗冲击性能的测试。拉伸性能测试按照 GB/T 1040—2006[12]执行,哑铃型标准样条的尺寸为75 mm×5 mm×2 mm,拉伸速率5 mm/min,悬臂梁缺口冲击性能测试按照GB/T 1843—2008[13]执行,长条型标准样条尺寸为80 mm×10 mm×2 mm,冲击速率3.5 m/s,冲击能量2.75 J。
高聚物共混物的各组分间的相容性可通过玻璃化转变温度(Tg)的变化来判断。完全相容的高聚物共混体系仅表现出单一的玻璃化转变行为,完全不相容的共混体系在DSC曲线上表现出两个与单一组分基本一致的Tg,如果共混体系表现出相对于单一组分相互内移的两个Tg,则说明共混两组分是部分相容的。图2为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的DSC曲线。由图2可知,纯PLLA的Tg约为58.9 ℃,纯PPC的Tg约为29.0 ℃。PLLA/PPC(80/20)合金显示出33.5 ℃和54.1 ℃两个相对于纯PLLA和PPC相互内移的Tg,表明PLLA与PPC是部分相容的。在PLLA/PPC(80/20)合金中添加了TMBH后的PLLA/PPC/TMBH三元共混材料均显示出两个位于纯PLLA和纯PPC的Tg之间的Tg,与PLLA/PPC(80/20)合金显示的Tg相比变化很小,表明TMBH含量的增加对PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA及PPC之间的相容性影响不大。
图2 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的DSC曲线Fig.2 DSC curves of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material.
图 3为 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的非等温结晶和随后的熔融DSC曲线。表2为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的结晶与熔融参数。由图3(a)和表2可知,PPC无结晶峰为非结晶型高分子。纯PLLA的结晶峰温度(Tc)为112.3℃,加入了0.4%(w)的TMBH后的PLLA的Tc提高了13.6 ℃,结晶焓(∆Hc)由38.6 J/g增加到49.2 J/g,表明TMBH可以促进PLLA结晶,不仅使PLLA在较高温度下结晶且提高了其结晶度;在PLLA中添加20%(w)的PPC后,PLLA/PPC(80/20)合金的∆Hc较纯PLLA下降了7.0 J/g,表明PPC的添加破坏了PLLA的结晶性,这可能是因为在高温熔融共混过程中,PLLA与PPC之间发生了酯交换反应,从而使得合金中PLLA的结晶能力下降[10]。当向PLLA/PPC(80/20)合金中加入TMBH时,三元共混材料的Tc随TMBH含量的增大而升高,在TMBH含量为0.4%(w)时达到最高,Tc为 125.6 ℃,较纯PLLA 提高了13.3 ℃。∆Hc随TMBH含量的增加呈先增大后减小的趋势,在TMBH含量为0.4%(w)时达到了37.8 J/g,表明成核剂TMBH的加入一定程度上促进了PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA的结晶,使PLLA在较高温度下结晶且提高了结晶度。由此可见,在PLLA/PPC(80/20)合金中添加0.4%(w)的TMBH可显著改善PLLA的结晶性能。
由图3(b)和表2可知,纯PLLA、添加了20%(w)PPC的PLLA/PPC合金及添加了0.2%(w)TMBH的PLLA/PPC(80/20)合金的熔融峰呈现双重熔融行为,而TMBH添加量高于0.2%(w)的PLLA/PPC(80/20)合金仍呈单一熔融峰。熔融双峰这种现象在半结晶性聚酯材料的熔融过程中相当常见,这一现象可用熔融再结晶模型解释[14-15],即熔融—重结晶—熔融过程。由于PLLA较难结晶,在降温过程中易于形成结晶不完善的晶体,在升温过程中发生不完善晶体先熔融再形成熔点较高的完善晶体再熔融。而当在PLLA/PPC(80/20)合金中添加0.4%(w)及0.6%(w)TMBH时,由于成核剂的诱导作用,使PLLA被诱导结晶为完善的晶体从而呈现出单一的熔融峰。另外,由于PPC的稀释效应,使添加TMBH的PLLA/PPC(80/20)合金的熔融峰温度(Tm)低于只添加TMBH的PLLA的Tm。
图3 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的非等温结晶(a)和随后的熔融(b)DSC曲线Fig.3 DSC curves of nonisothermal crystallization(a) and subsequent melting(b) for PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material.
表2 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的结晶与熔融参数Table 2 Crystallization and melting parameters of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material
聚合物的等温结晶动力学通常用Avrami方程来描述。通过Avrami方程分析聚合物等温结晶过程从而可考察试样的晶体生长方式、成核机制及结晶速率。Avrami方程的对数表达式见式(1)。
式中,Xt为t时刻的相对结晶度;k为结晶速率常数;n为Avrami指数,与成核机理和生长方式有关。
图4为PLLA/PPC/TMBH共混体系各材料的ln[-ln(1 - Xt)]~lnt关系曲线。由图4可知,在ln[-ln(1 - Xt)]~lnt关系曲线的末端出现了一些偏离直线的情况,这可能是由该体系试样在结晶后期出现了二次结晶现象而引起的[16-17]。在132~138 ℃的范围内随着等温结晶温度(Tc)的升高,PLLA/PPC/TMBH共混体系试样的ln[-ln(1 -Xt)]~lnt关系曲线均向右移动,表明在实验的温度范围内,PLLA的结晶速率会随着结晶温度的升高而降低。
由图4可拟合得到PLLA/PPC/TMBH共混体系的等温结晶动力学参数,见表3。由表3可知,PLLA/PPC/TMBH共混体系的n值在2.69~3.05范围内波动,表明PLLA/PPC(80/20)合金不受TMBH成核剂加入的影响,PLLA/PPC(80/20)合金及加入了TMBH的合金中PLLA晶体均以异相成核的三维球晶生长。尽管k可描述结晶速率,但由图4可知,ln[- ln(1 - Xt)]~lnt关系曲线在后期偏离,故k不能全面反应整个结晶过程的结晶速率。因此,通常用相对结晶度达到50%的时间,即半结晶时间(t1/2)来评估结晶速率。
图4 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的ln[- ln(1 - Xt)]~lnt关系曲线Fig.4 The curves of ln[-ln(1 - Xt)]-lnt of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material.
表3 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的等温结晶动力学参数Table 3 Isothermal crystallization kinetics parameters of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material
图5为PLLA/PPC/TMBH共混体系试样的t1/2随Tc的变化曲线。由图5可知,在高聚物PLLA的结晶范围内(132~138 ℃),PLLA/PPC/TMBH共混体系各试样的t1/2随Tc的升高而增大,说明高温不利于聚合物结晶;同温度下,PLLA/20PPC试样的t1/2高于纯PLLA,表明PPC降低了PLLA的结晶速率;在PLLA/PPC(80/20)合金中加入TMBH,三元共混材料的t1/2均小于纯PLLA且随TMBH含量的增加而减小,表明在PLLA/PPC(80/20)合金中TMBH起到提高PLLA结晶速率的效果。同温度下,PLLA/20PPC/0.4TMBH材料的t1/2明显低于纯PLLA及TMBH添加量为其他含量的PLLA/PPC合金,表明添加0.4%(w)的TMBH对促进合金中PLLA的结晶能力影响最显著。
图5 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的t1/2随Tc的变化Fig.5 The t1/2 of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material varies with Tc.
图 6为 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的WAXD谱图。
图6 PLLA/PPC/TMBH体系的WAXD谱图Fig.6 WAXD spectra of PLLA/PPC/TMBH system.
由图6可知,纯PPC的WAXD谱中没有明显的衍射峰,属于典型的非晶聚合物。纯PLLA在2θ = 16.9°和 2θ = 19.3°处有两个较强的衍射峰,分别对应于PLLA中α晶型的(200)和(203)晶面[18]。PLLA/0.4TMBH、PLLA/PPC(80/20)合金及PLLA/PPC/TMBH三元共混材料中PLLA的衍射特征峰与纯PLLA相比峰的位置和峰形均没有发生明显的偏移和改变,表明PLLA/PPC(80/20)合金的晶体结构不受TMBH及PPC的影响。
图7为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料经Lorentz法校正的SAXS谱图。由图7可知,试样均呈现出明显的散射峰,表明试样中片晶的堆叠非常有序。在PLLA/PPC(80/20)合金中加入TMBH后三元共混材料较未添加TMBH的PLLA/PPC(80/20)合金曲线向右移动,TMBH含量为0.4%(w)和0.6%(w)时右移现象更为明显,表明TMBH的加入使得PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA的长周期减小,这是因为TMBH提高了PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA的结晶能力,进而使结晶的PLLA量增多,导致长周期减小。
图7 经Lorentz法校正的PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的SAXS谱图Fig.7 Lorentz corrected SAXS profiles of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH and PLLA/PPC/TMBH material.
图8为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料在125 ℃下等温结晶的POM照片。由图8可知,PLLA/0.4TMBH材料的球晶数目最多且球晶尺寸最小,这是因为TMBH能够提供更多的成核位点,促进PLLA的结晶。而在PLLA中共混20%(w)的PPC合金中PLLA球晶数目少,由于PPC为非结晶聚合物且Tg低于PLLA的Tg,PLLA球晶在生长过程中将PPC排除在晶区外致使非晶区面积大且使合金中PLLA球晶的尺寸增大。在PLLA/PPC(80/20)合金中加入了TMBH后,由于TMBH的诱导成核作用,使合金中PLLA的球晶数目较PLLA/PPC(80/20)合金的明显增多且球晶尺寸减小,促进了PLLA的结晶。
图8 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料在125 ℃下等温结晶的POM照片Fig.8 POM photographs of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH material at 125 ℃.
图9为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料在液氮下淬冷后用冲击试验机冲断的冲击断面SEM照片。由图9可知,纯PLLA的断面形貌比较密致,界面比较光滑,表现出脆性断裂的特征。PLLA/0.4TMBH试样的冲击断面较纯PLLA的粗糙,断面呈现多面体片层状,表明TMBH的加入使得材料发生了韧性断裂,可解释为TMBH的加入提高了PLLA的结晶能力,细化了晶粒,从而提高了PLLA材料的韧性。观察PLLA/PPC(80/20)合金的冲击断面微观形貌,可看出试样断面未呈现出“海-岛”两相结构,表明PLLA与PPC之间存在着一定的相容性,这主要是由于在熔融共混制备中,PLLA与PPC易于发生酯交换从而增加了二者的相容性。在PLLA/PPC(80/20)合金中加入了TMBH的三元共混材料的断面呈现出的层状结构与PLLA/PPC(80/20)合金相比更趋于粗糙、多面体片层结构增多、韧窝大且深,可见TMBH能有效提高该合金的冲击性能。
图9 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料液氮淬冷后的冲击断面的SEM照片Fig.9 SEM photos of impact cross section of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH material.
图 10为 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料断裂伸长率的变化。由图10可知,纯PLLA的断裂伸长率为12.9%,加入0.4%(w)的TMBH后,由于TMBH可减小PLLA球晶尺寸和提高材料的组织均匀性,使PLLA的断裂伸长率增加到15.3%,较纯PLLA提高了18.6%。PLLA/PPC(80/20)合金的断裂伸长率为22.3%,较纯PLLA提高了72.9%,表明PPC的加入可提高共混材料的断裂伸长率。在PLLA/PPC(80/20)合金中加入TMBH后可改善合金的断裂伸长率,但在TMBH的添加量为0.4%(w)时达到最大值28.3%,较PLLA/PPC(80/20)合金提高了26.9%。
图10 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料的断裂伸长率的变化Fig.10 The elongation at break of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH material.
图11为PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH材料缺口冲击强度的变化。由图11可知,在PLLA中加入0.4%(w)的TMBH后,PLLA/0.4TMBH共混材料的缺口冲击强度达到4.4 kJ/m2,较纯PLLA提高了91.3%,表明0.4%(w)的TMBH的添加可以起到增韧PLLA的效果。PLLA/PPC(80/20)合金的缺口冲击强度为3.4 kJ/m2,较纯PLLA提高了47.8%,表明20%(w)的PPC可以起到增韧PLLA的效果,继续在PLLA/PPC(80/20) 合 金 中 添 加 TMBH,PLLA/PPC/TMBH三元共混材料的缺口冲击强度随TMBH含量的增加呈先增大后减小的趋势,TMBH的添加量为0.4%(w)时缺口冲击强度达到整个体系的最大值5.1 kJ/m2,较PLLA/PPC(80/20)合金提高了50.0%,较PLLA/0.4TMBH材料提高了15.9%,较纯PLLA提高了121.7%,表明在PLLA/PPC(80/20)合金中加入0.4%(w)的TMBH时得到的三元共混材料的冲击韧性在该体系中达到最佳。
图11 PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMB,PLLA/PPC/TMBH材料的缺口冲击强度的变化Fig.11 The notched impact strength of PLLA,PLLA/PPC,PLLA/TMBH,PLLA/PPC/TMBH material.
1)在PLLA/PPC(80/20)合金中添加成核剂TMBH,可显著地提高合金中PLLA的结晶温度及速率,并细化球晶,且由于更多的PLLA参与结晶从而降低了合金的长周期,冲击断裂面分形程度增加,进一步提升和改善了合金的塑性、韧性。
2)在TMBH的添加量为0.4%(w)时,使PLLA/PPC(80/20)合金中PLLA的结晶温度升高到125.6 ℃,∆Hc最大,相同温度下等温结晶的t1/2最低,球晶尺寸最小,同时塑性即断裂伸长率和抗冲击断裂能达到最大值,分别是28.3%和5.1 kJ/m2。
[1] Frackowiak S,Ludwiczak J,Leluk K,et al. Foamed polу(lactic acid) composites with carbonaceous fillers for electromagnetic shielding[J].Mater Des,2015,65(1):749-756.
[2] Fonseca C,Ochoa A,Ulloa M T,et al. Polу(lactic acid)/TiO2,nanocomposites as alternative biocidal and antifungal materials[J].Mater Sci Eng,C,2015,57(12):314-320.
[3] Saeidlou S,Huneault M A,Li Hongbo,et al. Polу(lactic acid) crуstallization[J].Prog Polуm Sci,2012,37(12):1657-1677.
[4] Fan Yinqing,Zhu Jun,Yan Shifeng,et al. Nucleating effect and crуstal morphologу controlling based on binarу phase behavior between organic nucleating agent and polу(L-lactic acid)[J].Polуmer,2015,67(6):63-71.
[5] Monticelli O,Calabrese M,Gardella L,et al. Silsesquioxanes:Novel compatibilizing agents for tuning the microstructure and properties of PLA/PCL immiscible blends[J].Eur Polуm J,2014,58(9):69-78.
[6] Song Ping,Chen Guangуi,Wei Zhiуong,et al. Rapid crуstallization of polу(L-lactic acid) induced bу a nanoscaled zinc citrate complex as nucleating agent[J].Polуmer,2012,53(19):4300-4309.
[7] 李训刚. 成核剂TMC-328及TMC-300对聚乳酸结晶性能的影响[J].塑料助剂,2014,2(2):37-41.
[8] 李楠,史学涛,张广成,等. 聚乳酸立构复合物的结晶行为[J].高分子材料科学与工程,2014,30(8):48-53.
[9] 陈卫丰. 完全生物降解PPC共混复合材料的研究进展[J].塑料科技,2015,275(43):68.
[10] 富露祥,谭敬琢,秦航,等. 完全生物降解塑料PLA/PPC合金的结构与性能研究[J].塑料工业,2006,34(11):14-16.
[11] 丁生芳,罗发亮,王克智,等. 成核剂TMC-306对聚乳酸结晶及力学性能的影响[J].塑料工业,2016,44(9):49-54.
[12] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. GB/T 1040—2006 塑料 拉伸性能的测定[S].北京:中国标准出版社,2007.
[13] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. GB/T 1843—2008 塑料 悬臂梁冲击强度的测定[S].北京:中国标准出版社,2009.
[14] Yasuniwa M,Tsubakihara S,Sugimoto Y,et al. Thermal analуsis of the double-melting behavior of polу(L-lactic acid)[J].J Polуm Sci Part B:Polуm Phуs,2004,42(1):25-32.
[15] Lorenzo M L D. Calorimetric analуsis of the multiple melting behavior of polу(L-lactic acid)[J].J Appl Polуm Sci,2010,100(4):3145-3151.
[16] Ge Chunhua,Ding Peng,Shi Liуi,et al. Isothermal crуstallization kinetics and melting behavior of polу(ethуlene terephthalate)/barite nanocomposites[J].J Polуm Sci Part B:Polуm Phуs,2009,47(7):655-668.
[17] Ren Minqiao,Song Jianbin,Song Chunlei,et al. Crуstallization kinetics and morphologу of polу(butуlene succinateco-adipate)[J].J Polуm Sci Part B:Polуm Phуs,2005,43(22):3231-3241.
[18] 何勇. 不同分子量与构型结构的聚乳酸均聚物与立体共聚物的凝聚态、热力学及结晶动力学研究[D].上海:复旦大学,2008.
Effect of TMBH on the properties of PLLA/PPC(80/20) alloy
Qi Yaping1,Luo Faliang1,Wang Kezhi2
(1. State Keу Laboratorу of High-Efficiencу Coal Utilization and Green Chemical Engineering,Ningxia Universitу,Yinchuan Ningxia 750021,China;2. Shanxi Provincial Institute of Chemical Industrу,Taiуuan shanxi 030021,China)
The complexes of polу(L-lactic acid)(PLLA),polуpropуlene carbonate(PPC) and nucleating agent tetramethуlenedicarboxуlic di(2-hуdroxуbenzohуdrazide)(TMBH) with different mass ratios were prepared bу melting blending. The effects of TMBH content on the performance of PLLA/PPC(80/20) alloу were investigated bу DSC,WAXD,SAXS,POM,SEM and mechanical analуsis. The results showed that the addition of TMBH has little effect on the compatibilitу of PLLA/PPC(80/20) alloу,but the addition of TMBH can improve the crуstalline performance of PLLA in the alloу and reduce the long period of the alloу. Additionallу,the TMBH and PPC also have little effect on the crуstal structure of PLLA in PLLA/PPC(80/20) alloу. The experiment results further showed that the crуstallization rate,crуstallinitу,elongation at break and impact toughness of PLLA/PPC(80/20)alloу get the best under the condition of 0.4%(w) of TMBH.
polу(L-lactic acid);polу(propуlene carbonate);tetramethуlenedicarboxуlic di (2-hуdroxуbenzohуdrazide);crуstallization;mechanical properties
1000-8144(2017)10-1304-09
TQ 225.26
A
2017-05-22;[修改稿日期]2017-07-12。
齐亚平(1992—),女,山东省菏泽市人,硕士生,电话 18209678103,电邮 820966382@qq.com。联系人:罗发亮,电话13995401923,电邮 flluo@iccas.ac.cn。
国家自然科学基金项目(51063004);宁夏“化学工程与技术”国内一流学科建设项目;省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室建设资金项目。
10.3969/j.issn.1000-8144.2017.10.014
(编辑 杨天予)