本文選題：聚乳酸 + 冷結(jié)晶行為��； 參考：《東華理工大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：聚乳酸具有良好的生物相容性、可生物降解性以及良好的力學(xué)性能，在包裝、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。不同旋光性的乳酸單體分子合成的聚乳酸有左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)和消旋聚乳酸(PDLLA)三種。不同旋光結(jié)構(gòu)聚乳酸的結(jié)晶能力不同。對結(jié)晶性高分子而言，結(jié)晶能力的大小、結(jié)晶度和晶體形態(tài)是影響高分子材料制品性能的重要因素。因此本文系統(tǒng)地研究了不同旋光結(jié)構(gòu)聚乳酸體系的冷結(jié)晶行為。主要研究結(jié)果如下： (1)對比研究了物理老化和玻璃化溫度(Tg)以上退火的PLLA樣品的冷結(jié)晶行為。研究結(jié)果表明，物理老化和Tg以上退火PLLA的冷結(jié)晶能力都得到了增強，并且Tg以上退火樣品的增強效果更明顯。形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，物理老化PLLA中的成核密高于Tg以上退火樣品，但結(jié)晶動力學(xué)數(shù)據(jù)卻顯示物理老化PLLA的晶體生長速率有顯著的下降。這是因為PLLA樣品在物理老化過程中受限的鏈段運動能力在冷結(jié)晶過程沒有完全回復(fù)，使得PLLA的晶體生長速率下降。而Tg以上退火對晶體的生長速率沒有影響，，成核密度的增加是結(jié)晶加快的唯一原因。 (2)研究了熱處理對左旋聚乳酸及其與消旋聚乳酸1:1共混物的冷結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明，熱處理后PLLA冷結(jié)晶速率的加快，是通過增強成核來實現(xiàn)的。冷卻速率越慢，成核效應(yīng)越顯著，PLLA的結(jié)晶速率越快。相比于PLLA，PLLA/PDLLA共混物成核能力的變化對冷卻速率不敏感。這與非結(jié)晶性PDLLA阻礙了熱處理過程中局部有序結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)。 (3)研究了右旋聚乳酸與左旋聚乳酸共混物的冷結(jié)晶行為，探討了高度有序PLA立體復(fù)合物的形成機理。研究發(fā)現(xiàn)PLLA/PDLA共混物的冷結(jié)晶溫度越低，形成的PLA立體復(fù)合物的熔點反而更高。這是因為冷結(jié)晶溫度越低，形成的PLA立體復(fù)合物的有序度越低。在低溫冷結(jié)晶形成的無序PLA立體復(fù)合物，在高溫會通過重要的固-固相轉(zhuǎn)變進(jìn)行結(jié)構(gòu)重排，從而得到高度有序的PLA立體復(fù)合物，具有較高的熔點。而在高溫結(jié)晶形成的有序PLA立體復(fù)合物，基本不進(jìn)行結(jié)構(gòu)重排，熔點相對較低。
[Abstract]:Polylactic acid (PLA) has been widely used in packaging, agriculture, biomedical materials and other fields because of its good biocompatibility, biodegradability and good mechanical properties. Three kinds of polylactic acid (PLLAA), PDLA (D-Polylactic acid) and PDLLA (racemic polylactic acid) were synthesized with different optical activity of lactic acid monomers. The crystallization ability of polylactic acid with different optical rotation structure is different. For crystalline polymers, the degree of crystallinity, crystallinity and crystal morphology are important factors affecting the properties of polymer products. Therefore, the cold crystallization behavior of polylactic acid with different optical rotation structures has been studied systematically. The main findings are as follows: (1) the cold crystallization behavior of PLLA samples annealed above physical aging and glass transition temperature (TG) was studied. The results show that the cold crystallization ability of both physical aging and annealed PLLA above TG is enhanced, and the strengthening effect of annealed samples above TG is more obvious. Morphological observation showed that the nucleation density of physical aging PLLA was higher than that of annealed samples above TG, but the crystallization kinetics data showed that the crystal growth rate of physically aged PLLA decreased significantly. This is due to the fact that the limited chain mobility of PLLA samples during physical aging is not fully recovered during cold crystallization, which results in a decrease in the growth rate of PLLA crystals. However, annealing above TG has no effect on the growth rate of crystals, and the increase of nucleation density is the only reason for the acceleration of crystallization. The effect of heat treatment on the cold crystallization behavior of L-polylactic acid and its blends with 1:1 racemic polylactic acid was studied. The results show that the accelerated cold crystallization rate of PLLA after heat treatment is achieved by strengthening nucleation. The slower the cooling rate is, the faster the crystallization rate of PLLA is. The change of nucleation ability of PLLA / PDLLA blends is insensitive to cooling rate compared with PLLA / PDLLA blends. This is related to the non-crystalline PDLLA hindering the formation of local ordered structure during heat treatment. The cold crystallization behavior of the blends of D-polylactic acid and L-polylactic acid was studied, and the formation mechanism of highly ordered PLA stereoscopic complexes was discussed. It is found that the lower the cold crystallization temperature of PLLA/PDLA blends, the higher the melting point of the PLA solid complexes. This is because the lower the cold crystallization temperature, the lower the order degree of the formed PLA solid complexes. The disordered PLA solid complexes formed by cold crystallization at low temperature will be rearranged by the important solid-solid phase transition at high temperature, thus the highly ordered PLA solid complexes will be obtained, which has a higher melting point. However, the ordered PLA solid complexes formed at high temperature do not undergo structural rearrangement, and the melting point is relatively low.
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

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本文編號：1816277