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PCL增韧PLA共混材料的制备与性能研究
PCL增韧PLA共混材料的制备与性能研究
摘要:PCL和PLA是常用的生物可降解材料，具有良好的力学性能和环境友好性。然而，由于其各自的特性限制，单独使用时存在一些局限。为了克服这些局限，本研究通过共混工艺将PCL和PLA混合。在此基础上，采用不同的增韧剂进行强化，以提高材料的综合性能。研究表明，经过增韧剂改性的PCL/PLA共混材料具有更好的力学性能和耐热性能，适用于更广泛的应用领域。
关键词:PCL,PLA,共混材料,增韧剂,力学性能
1.引言
自然资源的日益枯竭以及环境污染问题的日益严重，促进了对可降解材料的研究与开发。PCL和PLA作为两种具有较高潜力的生物可降解材料，被广泛应用于医疗、包装和日用品等领域。然而，这两种材料在性能方面存在一些局限，如PCL的强度较低，而PLA的韧性较差。因此，为了综合利用两种材料的优点，研究PCL增韧PLA共混材料具有重要的意义。
2.实验和方法
2.1材料
本实验选用了工业级PCL和PLA作为基础材料。增韧剂采用聚丙烯酸酯改性剂(PBAT)和碳纳米管(CNT)。
2.2制备
首先，将PCL和PLA按照一定比例混合，并加入增韧剂。然后，将混合物放入熔体挤出机中进行熔融挤出。最后，将挤出的材料切割成所需的形状，如片、棒或颗粒。
2.3性能测试
对制备的材料进行了力学性能测试，包括拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率等。同时，还对热性能进行了热重分析，以评估材料的耐热性能。
3.结果与讨论
3.1力学性能
结果显示，PCL/PLA共混材料的力学性能随增韧剂含量的增加而增加。PBAT的加入提高了材料的韧性，而CNT的加入提高了材料的强度。当PBAT和CNT的含量分别为10%和1%时，共混材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了30%和40%。
3.2热性能
热重分析结果表明，PCL/PLA共混材料的热稳定性略有提高。在200℃下，经过增韧剂改性的共混材料的质量损失率较低，表明材料具有较好的耐热性能。
4.结论
本研究通过共混工艺将PCL和PLA混合，通过增韧剂的添加改善材料的力学性能和耐热性能。研究结果显示，经过增韧剂改性的PCL/PLA共混材料具有更好的力学性能和耐热性能，适用于更广泛的应用领域。然而，进一步的研究还需要考虑材料的可降解性能和生物相容性，并优化增韧剂的添加量和工艺参数，以获得更好的综合性能。