【摘 要】
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随着人们对环境的日益关注,使用可生物降解塑料来替代传统的石油基塑料成为学术界和工业界的研究重点。聚乳酸（PLLA）由于其固有的脆性和低结晶性,需要对其进行共混改性来提高性能。然而,PLLA与其它材料的相容性不好,添加增容剂可以改善共混物组分间的相容性,制备出性能优异的材料。本文采用熔融共混的方法,将聚己内酯（PCL）与PLLA进行共混,制备了PLLA/PCL共混物。共混过程中加入反应性增容剂聚甲基
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随着人们对环境的日益关注,使用可生物降解塑料来替代传统的石油基塑料成为学术界和工业界的研究重点。聚乳酸（PLLA）由于其固有的脆性和低结晶性,需要对其进行共混改性来提高性能。然而,PLLA与其它材料的相容性不好,添加增容剂可以改善共混物组分间的相容性,制备出性能优异的材料。本文采用熔融共混的方法,将聚己内酯（PCL）与PLLA进行共混,制备了PLLA/PCL共混物。共混过程中加入反应性增容剂聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯（MSG）来改善PLLA与PCL间的相容性。为了进一步提高PLLA和PCL的相容性,将MSG与PLLA和PCL进行预接枝,制备了预接枝增容剂PLLA-g-MSG和PCL-g-MSG,以及相应的共混物。研究PCL的含量、增容剂的用量和预接枝增容剂的用量对PLLA相形态结构和力学性能的影响。研究结果表明,PCL能够明显改善PLLA的韧性,随着PCL含量的增加,PLLA/PCL共混物的拉伸强度下降,但断裂伸长率先增加后下降,当PCL含量为20 wt%时,共混物的断裂伸长率为169.6%。当PCL含量不超过30 wt%时,PCL能诱导PLLA的结晶。当MSG含量低于2 wt%时,在相同的PCL含量下,共混物的拉伸性能和冲击性能都有明显提高,当MSG的含量为1 wt%时,共混物的断裂伸长率能达到164.3%。MSG上的环氧基团能与PLLA和PCL上的羟基和羧基发生开环反应,形成的接枝或交联聚合物能提高PLLA与PCL之间的相容性。当加入1 wt%的预接枝增容剂后,共混物的拉伸和冲击性能进一步提高,添加1 wt%的PCL-g-MSG增容剂后,共混物的断裂伸长率达到203.5%。而且,PCL-g-MSG比PLLA-g-MSG的效果更明显。MSG与PLLA的反应速率比与PCL的快,MSG会优先与PLLA发生反应,使MSG进入PLLA相中,导致MSG起不到增容的作用,通过预接枝的方法,可以更好地提高PLLA与PCL的相容性。相关研究为PCL增韧PLLA提供了理论指导。添加预接枝的增容剂后,PLLA/PCL共混物放置48 h后,仍有较好的拉伸性能,而未添加预接枝增容剂的共混物在48 h后,直接从韧性断裂变为了脆性断裂,断裂伸长率急剧下降。添加预接枝增容剂能够显著减缓PLLA基聚合物的物理老化行为,这为改善PLLA的韧性以及抑制PLLA/PCL共混物的物理老化行为提供了新思路。
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