聚乳酸有机蒙脱土纳米复合材料的结晶性能研究.pdf

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聚乳酸／有机蒙脱土纳米复合材料的结晶性能研究polylactide／OMMT赵秀丽王建华1实验部分余风湄刘天利王宪忠Crystallizationnanocomposites(中国工程物理研究院化工材料研究所，绵阳621900)propertiesofWangMaterials，ChinaPhysics，MianyangDSC，)(】m高性能聚乳酸／蒙脱土纳米复合材料提供依据。本方法采用1．1原料有机蒙脱土(∞n仃)，牌号Dl(2，浙江丰虹粘土公司。1．2样品制备1．3差示扫描量热{osc}分析及PLA／M^仃纳米复合材料的结晶及熔融过程。在N2保护X射线衍射分析1．5晶体形态及生长速率分析品压成厚度约为30／an的薄膜，然后以30℃／Inin的速率降至化工新型材料NEWCHEMICAL第38卷第4期2010年4月摘要采用差示扫描量热法、X射线衍射法和热台偏光显微镜研究了有机蒙脱土对聚乳酸结晶性能的影响。研究结果表明，有机蒙脱土对聚乳酸结晶过程的影响是成核效应和阻碍分子链运动的协同作用，当其含量较低时，成核作用占主导地位，聚乳酸晶体的半径生长速率随其含量的增加而增加；而当有机蒙脱土的含量较高时，它对聚乳酸分子链运动的阻碍作用逐渐增强，聚乳酸晶体缺陷增加，晶体半径生长速率则随有机蒙脱土含量的增加而降低。关键词聚乳酸，有机蒙脱土，纳米复合材料，结晶性能FengmeiZhaoXiuliJianhuaTianliXianzhong(InstituteChemicalAcademy621900)OMMTpolylaetide，montmorillonite，nanocomposite，crystallizationproperty聚乳酸(PLA)具有优异的可生物降解特性和优良的机械加工性能，是目前可生物降解高分子材料研究的热点，但聚乳酸存在强度不够、韧性差、热变形温度低等缺点，使其无法满足实际应用中的一些功能性需求，对此，国内外针对聚乳酸开展了大量的改性研究，其中，通过将聚乳酸与有机蒙脱土纳米插层复合制备聚乳酸／有机蒙脱土(PLA／OMMT)纳米复合材料是聚乳酸改性研究的一个重要方向，国内外已开展了大量的研究工作[1-5]。众多研究结果[¨]表明，在聚合物中添加蒙脱土，可以改变聚合物的结晶性能，进而影响聚合物的物理性能和加工性能，因此研究蒙脱土对聚乳酸结晶性能的影响，对于探索蒙脱土改性聚乳酸的机理和本质具有重要意义，同时可以为制备差示扫描量热法、X射线衍射法和热台偏光显微镜研究了有机蒙脱土对聚乳酸结晶性能的影响。聚乳酸(PLA)：牌号RS01，南通九鼎生物工程有限公司；作者筒介：余风湄(1977一)，女，硕士，助理研究员，主要从事高分子材料研究。将PLA在真空干燥箱中于65℃下真空干燥12h，按不同配方称取PLA和有机蒙脱土于塑料样品袋中，混匀，然后采用HAAKEPTW252双螺杆挤出机在190℃、转速60r／rain条件下挤出并造粒，然后在65℃下真空干燥24h后放入干燥器中备用。为消除加工过程对实验结果的影响，纯PLA经过相同条件的挤出加工过程。用Perkin-ElmerDSC差示扫描量热计分析PLA下将样品从室温以10℃／min速度升至200℃，保温5min以消除热历史，再以10℃／rain速度降至50℃，最后再以℃／min速度升温至200'C，测定样品的结晶和熔融过程。将样品在110℃条件下等温结晶1h，然后在德国布鲁克公司138AD、，ANCE型X射线衍射仪上进行XRD测试，扫描速率0．2。／s，扫描范围10。～40。，铜靶，加速电压40kV。将适量样品加载于英国LINKAM公司生产的Css450热台的两块载玻片之间，然后以以30℃／111in的升温速率将热台升温至200'C使样品熔融并保持5min，在此之闯将熔融的样MATERIALSYuLiuEngineeringAbstractTheeffectmontmorillonite(0M洲【T)onthecrystallizationpolylactide(PLA)wasstudiedbypolarizedmicroscopeequippedhot-stage．TheresultPLAincludesnucleationandimpedingdiffusiomdominantwhenlowerspheruliteradialthincreasedincreasing．However，becausechaindiffusiongraduallyhigher，thedefectgrowthdeereasedwithincreasing．Keywords基金项目：中国工程物理研究院科学技术发展基金(2008A0302012)Diamond1．4VoL38No．4·94·i