形貌分析论文

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1、形貌分析技术在PLA改性研究中的应用KPLA简介PLA即生物降解塑料聚乳酸，又称聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚仑物，原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在白然界小的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170〜230°C,有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前

2、主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和庾疗卫生等领域。2、PLA改性绿色环保材料聚乳酸具有良好的生物降解性、相容性及化学僧性，同时乂具有性脆，耐热性差等缺点，影响了其加工性能和应用。PLA主要缺陷有：自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硕何韧性佼差，缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形；另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具冇亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、拜基磷灰石、据释基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基毗咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混，制

3、备各种不同结构和性能的共混体系，满足不同的应用。聚乳酸的改性方法一般分为化学改性和物理改性。化学改性主要是通过接枝交联等途径引入各种类型的功能化侧基（如竣基、氨基、瓮基等）改变PLA主链的化学结构或表面结构,从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能；物理改性主要是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA的机械、光学、热学等性能。3、形貌分析技术研究改性前后PLA增韧情况3.1TEM分析利用热机械分析仪分析材料的线膨胀系数a。线膨胀系数是材料的长度随温度增髙后的伸长率和温度增量的比值。a大则说明样品的导热性能差，受热后尺寸稳定性差。改性前后PLA的TEM分析结果下图。so70finsow

4、图2改性前PU的™分析附图3改性后PLA的TEM分析图诰对比图2和图3,我们町以看到两个实验事实，一是改性前PI.A玻璃化转变温度为50°C,而改性后PLA在55°C出现突变，说明真玻璃化转变温度推迟至55°C,也就是说通过对PLA改性,使材料的耐热性能有所提高。二是改性前PLA的平均线膨胀系数a=1.30X10-4,改性后的PLA平均线膨胀系数为负值(a=-7.83X10-3),即改性后样站在受热吋体积不胀反缩，说明增塑剂、偶联剂、以及无机填料等和基体材料聚乳酸发生了交联，导致线性的分了变成网状结构，材料的尺寸被压缩。改性后的PLA从70°C开始，a值趋于平缓，说明材料70°C

5、以后导热性能提高，受热时尺寸稳定。而改性前的PLA在70摄氏度以后a值仍呈上升趋势，热稳定显然低于改性后的PLAo3.2SEM分析利用扫描电镜可以清晰观察样品的断裂而形貌，如下图所示。图6改性后1»LA的SEV1照片由以上的扫描电镜图町以看出：改性前PLA的断而非常规整，裂纹的方向一致，说明材料受到外力时将很容易断裂，属于脆性断裂。而改性后的PLA,在断裂面上留下一些凹面,裂纹的扩展方向不一致，说明材料断裂时受到來占各个方向的力，应力的强度部分抵消,即材料在应力作用下发工剪切丿出:服，产牛拖尾现象，说明改性后的PLA脆性减弱而韧性增强。研究结果表明改性后的聚乳酸在保持生物降解性的

6、同时热稳定性、韧性等方面都冇显著提高。改性后的聚乳酸玻璃化转变温度比改性前提高了7°C,耐热性得到改善；通过动态力学分析及扫描电镜图观测，改性后聚乳酸材料的脆性明显得到改善。4、讨论与结语聚乳酸材料优点显著，如良好的可降解性、生物相容性等，但其缺点也较明显，并H•大人的阻碍了他的实际应用。针对聚乳酸材料的这些缺陷，今后的研究工作会从这几方血展开:（1）继续改进聚乳酸的合成工艺条件,牛产出高分子量和超高分子量的聚乳酸，并简化和缩短工艺流程，降低聚乳酸材料的成木。（2）开阔思路，尝试用新材料对聚乳酸进行改性，在克服原有缺点的基础上开发出新用途的聚乳酸材料，比如可以尝试用有机一无机朵化

7、的方法对聚乳酸进行改性。现在国外对聚乳酸材料的研究已经取得了很多成果，技术已经相当成熟。据报道2004年美国CargillDowPolymer投资3亿美元在BlairNabraska建设了PLA工厂，生产能力14万吨/年。近年来电了显微分析技术的迅速发展，为聚乳酸研究提供了强冇力的分析手段，期待将来的研究中发挥出越来越显著的作用。主要参考文献[1]范兆钱聚乳酸（PLA）合成与改性的研究进展河南化工2011年第8期（上）第28卷21-24[2]右怡钱欣聚乳酸的结构、性能与展望石化技