基于界面立构复合晶构筑全生物基聚乳酸共混材料文献综述

 2022-08-06 15:47:14

基于界面立构复合晶构筑全生物基聚乳酸共混材料

摘要:聚乳酸( PLA) 具有高强度、高模量、以及优异的生物降解性和相容性,在石化聚合物领域中的应用较为广泛。但是,传统的PLA耐热性较差、结晶速率慢和韧性有限,一定程度上限制了其应用范围。因此,需要对其进行改性。本文在总结了PLA材料性能的基础上,综述了近年来对PLA和PBAT熔融共混从而提高耐热性能和韧性的改性方法,主要包括添加成核剂对其耐热性能的改性和添加反应性增容剂对其韧性的改性,并展望了其未来的研究发展方向。

关键词:PLA、PBAT、韧性、耐热性

一、文献综述

1.聚乳酸

近年来,传统石油基塑料引发的环境和资源问题日益严重,生物基塑料受到研究者的广泛关注。聚乳酸(PLA)因具有生物可降解、生物相容性好、力学强度高、易加工等优点,被认为是最有应用前景的生物基塑料之一[1]。由于PLA分子主要以长链结构为主,并且链结构中能够通过反应产生支链的官能团较少,导致对大分子PLA进行化学改性的难度较大。PLA存在天然的脆性,断裂伸长率只有 7%左右,缺口冲击强度约 3kJ/m2,结晶速率慢导致耐热性差等缺点限制了PLA在通用塑料和工程材料领域的应用[1]。针对聚乳酸的这三大性能缺点,过去大量研究表明:共混改性是增韧PLA和提高其耐热性能最简单而有效的途径。

PBAT是一种由1,4-丁二醇、丁二酸和对苯二甲酸经过缩合聚合反应合成的脂肪族芳香族共聚酯。共聚单体的组成和结构决定了 PBAT 能够生物降解。PBAT 具有较高的热稳定性,初始热降解温度在 300℃以上,其热稳定性较好的原因是有大量 BT 链段的存在;PBAT 熔点的范围一般是110-120℃,具有与低密度聚乙烯类似的良好加工性能,尽管如此,其力学性能方面模量和强度较低,但具备卓越的韧性[2]。因此,PBAT具有高韧性、高断裂伸长率和可生物降解等优良性能,是改性聚乳酸的理想材料之一[3]。PLA 和 PBAT 两种材料有着良好的互补性,尤其在力学性能上有着明显的体现。

2.PLA/PBAT共混改性

2.1增韧改性

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