论文部分内容阅读
聚乳酸是不依赖石油资源、可生物降解、具有优良力学性能的合成生物高分子，在环境污染日益严重的今天备受关注。但聚乳酸熔点不超过180℃，限制了使用范围。左旋聚乳酸(PLLA)与右旋聚乳酸(PDLA)共混，可得到聚乳酸立体复合物(PLAstereocomplex)，其熔点更高，结晶速率更快，成为更具潜力的生物材料。目前文献对聚乳酸共混物中立体复合物及聚乳酸单独结晶的研究还不系统。本文设计了不同分子量、不同光学纯度、不同支化结构的PDLA/PLLA共混物，并研究了聚乳酸单独结晶及复合物结晶的变化，为其应用提供前提。主要研究内容包括： ⑴对纯PLLA结晶性能的研究发现，分子量增加，聚乳酸熔点升高，分子量为18.6 kg mol-1时，结晶速率最快，结晶焓值及熔融焓最高。PLLA光学纯度增加，结晶温度、结晶焓、熔融温度及焓值逐渐升高，可结晶温度范围变宽。分子量及光学纯度的变化不改变聚乳酸的结晶结构。 ⑵线性PDLA与PLLA，线性PDLA与三臂PLLA，三臂PLLA与三臂PDLA共混物中，立体复合物均优先形成。分子量、光学纯度及结构的变化不改变立体复合物的结晶结构。随着分子量增加，立体复合物熔点及熔融焓均先升高后降低，线性PDLA/PLLA共混物中，当两者的分子量均为30 kg mol-1时，立体复合物熔点达249.9℃。分子量增加至一定程度时，所有共混物中均发生相分离，出现聚乳酸单独结晶，随着共混物中三臂PLA含量的逐渐升高，发生相分离的临界总分子量逐渐升高，但平均每个臂的分子量逐渐降低。 ⑶在不同质量比的线性及三臂PDLA/PLLA共混物中，立体复合物均优先形成。在立体复合物充分结晶的条件下，聚乳酸单独分子链可形成新的结晶结构，聚乳酸单独分子链结晶的稳定性与结晶时受到的限制作用大小有关。低分子量不同质量比的PDLA/PLLA样品完全熔融后，在快速降温后的二次升温过程中，聚乳酸无定形链先形成为中间态结构，这些新结晶结构及中间相均不稳定，在升温过程中都能转变成稳定的聚乳酸结晶。聚乳酸单独结晶及中间相结构的形成和含量与共混物的分子量、D/L比例、聚乳酸的结构及热处理温度等条件有关。 ⑷采用两步法制备了线性及四臂PLLA-b-PDLA嵌段共聚物，嵌段共聚物中也可形成立体复合物结晶。与相应的共混物相比，嵌段共聚物中立体复合物的熔点、结晶速率、结晶焓值降低，支化结构增加，立体复合物的结晶性能进一步下降。嵌段共聚物与线性聚乳酸共混，嵌段共聚物中的某一段与外加入的聚乳酸之间的立体复合为主要复合模式。