聚乳酸-彈性體-蒙脫土復(fù)合材料的制備及其結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種由乳酸縮聚或丙交酯開環(huán)聚合而成的熱塑性脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生、服裝、家用裝飾、工業(yè)等多個領(lǐng)域，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。但是，純聚乳酸存在性脆、抗沖擊性能差、加工性能有待提高、成本高等缺點，使聚乳酸的應(yīng)用仍受到很大限制。為此，本論文采用層狀粘土納米復(fù)合材料增強(qiáng)和聚合物增韌共混改性的方法，綜合聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料和聚合物共混改性的優(yōu)點，制備聚乳酸/EVA/

2、蒙脫土復(fù)合材料，以改善聚乳酸力學(xué)性能。 論文首先對實驗用聚乳酸、EVA、蒙脫土的基本性能進(jìn)行測試分析。然后通過型微型共混擠出儀和哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備了PLA/MMT和EVA/MMT復(fù)合材料，并通過廣角X射線衍射(WAXD)、透射掃描電鏡觀察(TEM)、機(jī)械熱分析(DSC)及動態(tài)機(jī)械熱分析(DMA)、拉伸測試等方法對PLA/MMT和EVA/MMT復(fù)合材料的制備條件、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行研究。最后，在PLA/MMT和EVA/MMT復(fù)合材

3、料的基礎(chǔ)上采用哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備PLA/EVA/MMT三元共混復(fù)合材料，經(jīng)沖擊性能實驗考查PLA/EVA/MMT復(fù)合材料的力學(xué)性能，并初步分析了復(fù)合材料韌性增加的原因。 通過實驗及分析得到如下結(jié)論： (1)在哈克轉(zhuǎn)矩流變儀上制備PLA/MMT時，MMT質(zhì)量含量不宜超過10％且MMT為干態(tài)，較優(yōu)的共混條件是145℃、80r/min、共混8min；EVA/MMT復(fù)合材料制備時MMT以濕態(tài)參與共混效果更好，共混溫度為100℃，

4、轉(zhuǎn)速為60r/min，共混時間為15min時得到的共混物綜合性能較好。 (2)通過微型共混儀和哈克轉(zhuǎn)矩流變儀制備的PLA/MMT復(fù)合材料經(jīng)WAXD、TEM、DSC和拉伸實驗測試發(fā)現(xiàn)，MMT以納米級聚集體的形式分布在PLA基體，原有的規(guī)整片層堆砌結(jié)構(gòu)被破壞，形成部分剝離型的納米復(fù)合材料，使PLA/MMT復(fù)合材料的彈性模量明顯提高，同時使PLA的結(jié)晶度略有提高，熔點下降，但對PLA晶型無明顯影響。 (3)通過微型共混儀和哈克

5、轉(zhuǎn)矩流變儀制備的EVA/MMT復(fù)合材料經(jīng)多項實驗測試后結(jié)果表明，與PLA/EVA復(fù)合材料相比經(jīng)膨潤后的MMT可以更小的納米聚集體形式分布在EVA基體中，形成部分剝離型的納米復(fù)合材料，MMT的加入對EVA結(jié)晶性能無明顯影響，但也使EVA/MMT共混復(fù)合材料的彈性模量顯著增大。 (4)在哈克轉(zhuǎn)矩流變儀上制備PLA/EVA復(fù)合材料時，EVA質(zhì)量含量應(yīng)在20wt％以內(nèi)，由于兩組分相容性較差，選擇加入馬來酸酐接枝EVA進(jìn)行增容，但經(jīng)試驗驗