牌号简介 About |
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技术参数 Technical Data | |||
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物理性能 PHYSICAL |
额定值 Nominal Value |
单位 Units |
测试方法 Test Method |
熔体体积流动速率 Melt Volume Rate Melt Volume Rate |
19 | cm³/10min | ISO 1133 |
密度 Density Density |
1200 | kg/m³ | ISO 1183 |
机械性能 MECHANICAL |
额定值 Nominal Value |
单位 Units |
测试方法 Test Method |
拉伸强度 Tensile Strength Tensile Strength |
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屈服 yld Yield yld |
63 | MPa | ISO 527-2 |
断裂 brk Broken BRK |
72 | MPa | ISO 527-2 |
断裂伸长率 Elongation at Break Elongation at Break |
119 | % | ISO 527-1,2 |
弯曲强度 Flexural Strength Flexural Strength |
MPa | ISO 178 | |
弯曲模量 Flexural Modulus Flexural Modulus |
MPa | ISO 178 | |
冲击性能 IMPACT |
额定值 Nominal Value |
单位 Units |
测试方法 Test Method |
简支梁缺口冲击强度 Charpy notched Impact strength Charpy Notched Impact Strength |
kJ/m² | ISO 179/1eA | |
热性能 THERMAL |
额定值 Nominal Value |
单位 Units |
测试方法 Test Method |
热变形温度 HDT Hot deformation temperature HDT |
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1.8 MPa 1.8 MPa |
℃ | ISO 75-1/-2 | |
光学性能 OPTICAL |
额定值 Nominal Value |
单位 Units |
测试方法 Test Method |
透光率 Light Transmission Light Transmission |
% |
备注 | |||
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暂无数据 |
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聚乳酸(PLA)物理改性方法
2020-11-14 搜料网资讯: 聚乳酸全名为 Poly Lactic Acid (PLA),又名聚丙交酯(Polylactide) ,由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料,经发酵制成乳酸,再由乳酸聚合制成聚乳酸高分子材料而成。 |
聚乳酸(PLA)物理改性方法 搜料网资讯:聚乳酸全名为 Poly Lactic Acid (PLA),又名聚丙交酯(Polylactide),由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料,经发酵制成乳酸,再由乳酸聚合制成聚乳酸高分子材料而成。因为PLA 具有良好的生物相容性、可降解性和来源于生物原材料等特点,研究者认为 PLA 是应用前景最好的一种新型生物可降解高分子材料。
虽然 PLA 有很多优点,但是在现实应用中也存在很多不足: 如 PLA 的韧性比较差,缺少弹性以及柔性,质地硬而且脆性大,溶体强度相对较低,结晶速率过慢等,上述缺陷限制了其在很多方面的应用。PLA 的化学结构中含有大量的酯键,导致其亲水性差,降解速率需要控制等。而且 PLA 价格较高,增加了原料成本,也限制了其在商业上的推广。因此,针对以上诸多缺点,对 PLA 进行改性成为近些年国内外相关科研人员主要研究的方向。以期改善材料性能和降解产品成本。 物理改性是基于材料共混改性完成的。共混改性是在保持聚合物原有的优良性能的前提下,有针对性地对其某些有缺陷的物理机械性能进行改进,同时使生产成本降低。因此是目前应用最广泛的改性聚合物的方法。目前,根据共混组分的类型不同,PLA共混体系可大致分为增塑剂共混、成核剂共混、无机填料共混、天然纤维共混以及其他可降解材料共混等。 1、增塑剂与PLA共混 PLA是硬性材料,弹性模量很高,约3GPa左右,非常脆。PLA改性的时候都要添加增塑剂,常见的增塑剂有:三乙酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、聚乙二醇(PEG)、葡萄糖酸酯、甘油和乳酸低聚物等。
增塑机理可以分为两种: 目前,广泛研究用生物相容性增塑剂,如柠檬酸酯类、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇丙三醇等,来提高PLA的柔韧性和抗冲击性能。在众多单体增塑剂中,柠檬酸酯类增塑剂由于无毒,安全可靠,价格低,一直被广泛应用于食品,药物,包装材料等众多领域。
尹静波认为柠檬酸酯类增塑剂均能有效降低PLA的玻璃化温度,改善其加工性能,克服脆性断裂。其中含有羟基并且构成酯的醇分子量越低的柠檬酸酯能有效地降低PLA玻璃化温度,提高其韧性,加快降解速率。
FDA认为柠檬酸三丁酯(TBC)是最为安全的增塑剂之一,该产品是一种无毒、耐光、耐热性、耐菌性和耐候性均好、安全性高、可用于食品包装的新型增塑剂产品。 李晓梅等研究表明,丙三醇、乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)以及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)三种增塑剂均能提高PLA的韧性,其中利用ATBC增塑改性时效果最好,随着ATBC的含量增加,PLA熔体流动性进一步增强,熔点、玻璃化转变温度以及结晶温度均有所下降,PLA的结晶能力增强,维卡热变形温度呈先下降后上升的趋势,改性PLA的吸水率有所降低,降解率有所上升。 增塑剂的添加不仅可以降低PLA复合材料的玻璃化转变温度,还能增加材料的柔顺性和伸长率。但是增塑剂要适当,对于不同复合材料,增塑剂的作用效果不同。如Martin等研究了PEG、葡萄糖酸酯、甘油和乳酸低聚物增塑PLA/淀粉复合材料的效果,发现甘油几乎无任何效果,而PEG和乳酸低聚物除了降低Tg,还降低了弹性模量,因此选用增塑剂时选用最多的是PEG。
A、45℃下,将聚乳酸原料置于DZF-200真空干燥箱中真空干燥24h; B、按比例将聚乳酸、增塑剂一起放入XSS-300转矩流变仪LH60橡胶塑料混合装置在100℃-150℃,混炼5-20min;
C、混炼料在0.25兆牛半自动压力成型机上热压成型,热压条件为温度100℃-150℃,时间为5min;D、将片材自然冷却至室温,裁样待测试。 2、成核剂与PLA共混 在PLA中加入成核剂熔融共混,可以加快成核速度,拓宽结热性高、机械性能高的特点。陈启军等将苯磺酸钾研磨后与PLA共混。研究发现,试样的结晶性能比纯PLA有了明显的提高。
Fortunati等用表面改性剂银纳米粒子改性的纤维素纳米晶体去改性PLA熔化挤出薄膜。研究发现,因为表面改性剂的存在使得复合材料的成核效果得到提高,同时,结晶度和杨氏模量都有所增加,并且,还增加了复合材料的抗菌性能。 3、无机填料与PLA共混 高岭土和蒙脱土都属于层状硅酸盐,可以将其与PLA填料共混制备聚乳酸/层状硅酸盐纳米复合材料。 樊国栋等以丙交酯为原料合成了端羧基聚乳酸,并将其插层到改性高岭土中,经过二噁唑啉扩链得到高岭土改性聚乳酸基复合材料。当m(端羧基聚乳酸)∶m(高岭土/二甲亚砜)=1∶1.2,聚合温度为160℃,并且反应时长为12h时,合成得到的高岭土改性聚乳酸基复合材料的玻璃转化温度由60.5℃上升到了78.30℃。 韩卫等将硅烷偶联剂KH570作为改性剂对长石粉体进行改性,使用熔融共混法得到聚乳酸/改性长石复合材料。改性的PLA材料的断裂伸长率、冲击强度和热分解温度都得到了增强,断裂伸长率增加了17.82%,其它两项分别增加了23.25%和12.33℃。同时也促进了基体的结晶。舒友等用碳酸钙对PLA进行改性,碳酸钙在PLA基体中分布均匀,不仅大大提高了改性后材料的拉伸强度和结晶度,还降低了材料的冷结晶温度。
Zhang等将用羟基磷灰石对PLA进行改性,改性后的复合材料较纯PLA储能模量多达3倍。并且,复合材料经过碱处理之后亲水性大大提高,使其生物相容性也得到改善,扩大了应用范围。 4、纤维素与PLA共混 在自然界中纤维素是分布范围最广泛、所占比重最大的天然高分子材料,具有可降解、可再生的能力,并且来源丰富、价格低廉。将PLA和纤维素进行共混不仅能够提高PLA的降解性能,还能增强PLA的力学性能。 Shih等使用香蕉纤维对PLA进行熔融共混改性,通过整合香蕉纤维得到的PLA改性材料的热稳定性和力学性得到显著提高。 李欣等使用被偶联剂KH-550处理过的香蕉纤维同PLA进行共混,不仅使PLA具有良好的力学性能,还改善了PLA成本高、阻燃性差等缺点,使PLA的应用范围得到拓展。 张琪等使用椰棕纤维对PLA进行共混改性,改性后的PLA的拉伸强度和拉伸模量有都所提高。 宋丽贤等使用PLA与有机改性后的桉木粉为原料,在170℃条件下使用双辊开炼机进行熔融共混得到木粉-聚乳酸复合材料。结果表明,异相成核作用是由木粉的加入引起的。同时聚乳酸的热稳定性也得到了提高,说明木粉的添加有利于提高PLA的热稳定性。
Chun等将椰子壳粉加入到PLA中,并用马来酸处理,复合材料的拉伸强度、弹性模量以及热稳定性都得到了提高。 5、其他可降解材料与PLA共混 Ferri等研究将PLA与聚己内酯(PCL)进行共混改性,改性后的复合材料除了机械韧性有所提高外,当PCL的加入量少于22.5%时,还能使改性后复合材料的生物降解性能得到提高。 Orietta将硅氧烷分子添加到PCL和PLA混合物里,得到的复合材料在机械性能和断裂伸长率上都有所增加,并且有不低的杨氏模量。 Li等把PLA与聚丁二酸丁二醇酯进行共混,得到改性后的产物的熔点和结晶点都相对减少,但是其拉伸性能、断裂伸长率、生物相容性和抗冲击强度都有一定增加。 |
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