聚乳酸及其共混物釜压发泡行为的研究

【摘要】聚乳酸(PLA)是一种以生物资源为原料人工合成的生物可降解高分子材料,具有良好的生物相容性和生物降解性能。微孔发泡聚合物材料以其优异的综合性能得到越来越多的研究关注,制备PLA微孔发泡聚合物材料能有效改善PLA的韧性,拓宽PLA的应用。本文通过采用釜压发泡技术研究PLA、PLA/PPC(聚碳酸亚丙酯)及PLA/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)共混物的发泡行为。首先,本文研究了以二氧化碳为发泡剂的条件下,线性PLA(L-PLA)与长支链PLA(B-PLA)釜压发泡行为的差异。B-PLA制备可得到膨胀倍率约为40,泡孔密度约为105-6cells/cm3的发泡材料。然而L-PLA发泡材料可达到的最高膨胀倍率只有29.8,泡孔密度为103-6cells/cm3。当PLA树脂经二氧化碳饱和处理诱导结晶后,原位形成的结晶可提供成核点加强泡孔成核,并作为物理交联点稳定泡孔结构。结晶的L-PLA发泡材料膨胀倍率可高达37.4,泡孔密度为106-7cells/cm3。然后,本文通过选择无定形的PMMA与PLA共混,研究PLA/PMMA共混对PLA发泡行为的影响,结果表明：PLA/PMMA体系中,PMMA添加少量时,使共混物结晶度增加,对二氧化碳的溶解量急剧下降,共混物难以发泡。而当PTMMA含量为30%时,由于PMMA对二氧化碳的溶解量高于PLA,泡孔成核点的增多使共混物的膨胀倍率可达53.3,制备的PLA/PMMA发泡材料泡孔分布均匀,泡孔形态较好。PLA/PMMA发泡珠粒具有一定的弹性,在模具中进行二次发泡,可直接粘结成型。这种成型优势为PLA发泡珠粒粘结成型饭盒、水杯等实际应用提供了研究基础,拓宽了PLA的实际应用。最后,本文在研究结晶变化对PLA发泡行为影响的基础上,选择对PLA具有增塑作用的PPC与其共混,观察PPC具有的气体阻隔性对PLA发泡行为的影响。PPC的加入对PLA的结晶度无明显变化,但共混物熔体强度明显降低,导致泡孔尺寸增大。当PPC含量为10%时,膨胀倍率明显提高至38.9,大概是纯PLA膨胀倍率的2倍。而PPC对气体的阻隔作用,可以减缓二氧化碳的扩散速率,增强泡孔成核作用,并延长PLA/PPC样品在釜压发泡过程中的转移时间。
【作者】任倩；
【导师】苏胜培；翟文涛；
【作者基本信息】湖南师范大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】聚乳酸；共混物；发泡行为；

【参考文献】
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