论文部分内容阅读
聚乳酸（PLA）是源于可再生资源的生物可降解聚酯，在生物医用以及日用塑料领域正在得到越来越广泛的应用。不同的应用对PLA结晶速率的要求是不一样的。注塑成型制品要求PLA的结晶速率高；而对于吹塑成型制品，则要求PLA的结晶速率低。通过添加成核剂与反成核剂可以调节PLA的结晶行为拓展PLA的应用范围。本论文研究了多酰胺（文中记为TMC）和苯基磷酸锌（文中记为PPZn）作为成核剂，以及醋酸丁酸纤维素酯（CAB）作为反成核剂对PLA结晶行为的影响。主要结果如下：(1)利用原位傅里叶红外光谱（FTIR）技术研究TMC和PPZn诱导PLA等温结晶过程中PLA的构象演化，尤其是结晶初期的分子链构象演化。研究发现：TMC和PPZn都是PLA有效的成核剂，并且TMC的成核效果要好于PPZn。对于纯PLA来说，在等温结晶过程中，─CH3链间相互作用的发生要早于在─(COC+CH3)的链间相互作用和链内的相互作用，─CH3链间相互作用促进了PLA构象的有序排列。然而在PLA/TMC体系中，PLA分子链的构象排序则源于─CH3和─(COC+CH3)的链间相互作用；在PLA/PPZn体系中，─CH3链间相互作用和分子链内作用103螺旋构象的形成要先于─(COC+CH3)的链间相互作用，正是以上过程的发生大大缩短了PLA的结晶诱导期。PLA/TMC和PLA/PPZn体系中的分子链构象峰变化顺序的不同，可以用表面诱导构象有序理论解释，最后还讨论了成核剂形态对PLA结晶速率的影响。(2)利用差示扫描量热法（DSC）和偏光显微镜（POM）研究了CAB对PLA结晶行为的影响。即使CAB的添加量低至0.5wt%时，PLA的冷结晶和熔融结晶过程也明显受到抑制。采用Avrami方程分析PLA/CAB共混物的等温结晶动力学，发现PLA/CAB共混物的Avrami指数没有发生明显变化，表明PLA的成核机理几乎没有改变。PLA的半结晶时间随着CAB含量的增大而显著增加。POM结果发现，CAB的加入明显减少了PLA的成核点但是对聚乳酸晶体生长速率几乎没有影响，以上结果均表明CAB是PLA的有效反成核剂。