用熔融共混法制備聚乳酸/對苯二甲酸-己二酸-1、4-丁二醇三元共聚酯（PLA/PBAT）復合材料,利用SEM和DSC對其結構和性能進行研究,結果表明:隨著PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加,材料斷面出現(xiàn)孔洞和凹槽,且孔洞尺寸逐漸變大,使PBAT和PLA的相容性變差,抑制了PLA的結晶,導致復合材料拉伸強度下降。但在一定程度下PBAT的柔性鏈段能改善PLA的脆性,當PBAT質(zhì)量分數(shù)為30%時,沖擊強度最大為5.33kJ/m²。 

【文章來源】：塑料. 2016,45(03)北大核心

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PLA/PBAT復合材料的拉伸性能由上述力學性能測試結果可以得出，PBAT的加入明顯改

PLA的106℃左右變?yōu)?00℃以內(nèi)，表明PLA由混合晶型(無序的α'晶和有序的α晶共存)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的α'晶，且隨著PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加，結晶溫度逐漸下降，結晶峰也明顯減弱，說明PBAT的加入抑制了PLA的結晶能力。加入PBAT后材料的熔融峰前面均出現(xiàn)1個小的放熱峰，這因為α'晶轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆�。PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加，熔融峰明顯的減弱，說明PBAT的加入降低了PLA的結晶程度。復合材料只在167℃左右出現(xiàn)熔融峰，表現(xiàn)為PLA的熔點，說明復合材料中PBAT未發(fā)生結晶，處于非晶區(qū)。1－純PLA;2－10%PBAT;3－20%PBAT;4－30%PBAT;5－40%PBAT。圖3PLA/PBAT復合材料的DSC圖表2中過冷度的計算結果表明純PLA的結晶能力強于復合材料，而表中復合材料的結晶度也隨PBAT的加入而下降，結晶度由36.28%下降到26.23%。可以得出PBAT的加入降低了PLA的結晶能力。表2PLA/PBAT復合材料的熱學性能PBAT/%Tg/℃Tc/℃Tm/℃ΔTc/℃結晶度/%061.20106.10167.6761.5736.281061.6098.95167.2568.3037.632061.2699.56166.6667.1027.213061.5696.81166.9570.1429.424060.6296.64166.5369.8926.23由DCS的測試結果可得出，PBAT的加入降低了復合材料的結晶溫度，抑制了PLA的結晶能力。這是由于PLA和PBAT之間酯基交換反應產(chǎn)生的強相互作用阻礙了PLA的鏈移動，限制了PLA的結晶，使其結晶度下降，導致材料的強度下降。2.3復合材料沖擊斷面的SEM分析圖4為復合材料的沖擊斷面SEM圖，從圖4(a)～(c)可以看出，隨著PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加，試樣斷面逐漸變得粗糙，說明材料從脆性斷裂變?yōu)轫g性斷裂，圖4(b)、(c)中，因PBAT顆粒脫落產(chǎn)生的凹槽和孔洞明顯變多變大，分散相的尺寸變得不均一，這是因為隨著PBAT的增加，其自身分子間的作用力逐漸變大，而與PLA分子之間的結合力減弱

結性變差，導致PBA顆粒的脫落，空洞化的形成是PBAT增韌PLA的主要增韌機理［9］。圖4(d)中明顯出現(xiàn)相分離狀態(tài)，是因為PBAT質(zhì)量分數(shù)繼續(xù)增加，使其自身分子間的作用力遠大于PBAT與PLA分子間的作用力，使PBAT自身聚集難以分散到PLA中，導致其增韌效果下降。PLA/PBAT:(a)90/10;(b)80/20;(c)70/30;(d)60/40。圖4PLA/PBAT復合材料沖擊斷面的SEM圖3結論1)PLA/PBAT復合材料的沖擊強度和斷裂伸長率隨著PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加而呈先上升后下降的趨勢，但拉伸強度則隨著PBAT質(zhì)量分數(shù)的增加而下降;2)PBAT的加入降低了PLA的結晶溫度，并對PLA的結晶能力有明顯抑制作用，但對材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點影響較小;3)PBAT與PLA相容性較差，當PBAT質(zhì)量分數(shù)超過40%時，會出現(xiàn)明顯的相分離。參考文獻:［1］蔡艷華．PLA復合材料降解性能研究進展［J］．塑料科技，2013，41(2):75－78．［2］高偉娜，趙雄燕，孫占英，等．聚乳酸復合材料的研究進展［J］．塑料，2014，43(5):39－41．［3］HUY，WANGQ，TANGM．PreparationandpropertiesofStarch-g-PLA/poly(vinylalcohol)compositefilm［J］．CarbohydratePolymers，2013，96(2):384－388．［4］HUANGMH，LIS，VEＲTM．SynthesisanddegradationofPLA-PCL-PLAtriblockcopolymerpreparedbysuccessivepolymerizationofε-caprolactoneanddl-lactide［J］．Polymer，2004，45(26):8675－8681．［5］ODENTJ，LECL?ＲEP，ＲAQUEZJM，etal．Tougheningofpolylactidebytailoringphase-morphologywithP［CL-co-LA］randomcopolyestersasbiodegradableimpactmodifiers［J］．EuropeanPolymerJournal，2013，49(4):914－922．［6］AＲＲUDALC，MAGATONM，BＲETASＲES，etal．Influenceofchainextenderonmech

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚乳酸復合材料的研究進展[J]. 高偉娜,趙雄燕,孫占英,王鑫,李爽.  塑料. 2014(05)
[2]聚乳酸共混體系的拉伸性能、微觀結構及結晶行為[J]. 劉陽,史學濤,張廣成,李楠,高文.  功能材料. 2014(19)
[3]生物可降解高分子共混體系酯交換反應的研究進展[J]. 陳建香,吳德峰.  塑料. 2014(02)
[4]PLA/PBAT/二唑啉共混物的性能[J]. 鄒本書,殷宏軍,朱衛(wèi)平,馬丕明,李紅梅,東為富,倪忠斌,陳明清.  塑料. 2013(02)
[5]PLA復合材料降解性能研究進展[J]. 蔡艷華.  塑料科技. 2013(02)



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