高热变形温度聚乳酸的研究进展

丁晓庆 王新龙

(南京理工大学化工学院,江苏 南京,210094)

聚乳酸(PLA)以可再生植物资源为原料,拥有良好的机械性能、生物相容性和生物降解性,同时热加工性能好,透明度高,被视为石油基聚合物的理想替代品。在实际加工成型过程(如挤出、注射)中,PLA几乎不结晶,得到的无定形态PLA尺寸稳定性差,热变形温度一般只有55～60 ℃,一旦超过这个温度,PLA就会失去其原本的机械性能,这一缺点极大地限制了PLA的实际应用。下面将分别从提高结晶度、共混、交联、共聚、纤维增强等方面综述近几年 PLA 的耐热改性研究进展。

1 提高结晶度

1.1 添加成核剂

PLA较差的结晶性能是造成其热变形温度低的主要原因。因此,通过向PLA中添加结晶成核剂,利用成核剂的异相成核作用降低PLA成核所需的表面自由能势垒,可以有效地提高其结晶速率和结晶度、细化晶粒尺寸,从而提高PLA的耐热性能。目前,已被开发出来的PLA成核剂主要可分为有机类和无机类两大类,其中有机类成核剂包括脂肪族、酰胺类、芳香族以及金属有机磷酸盐化合物等;无机类成核剂主要有层状硅酸盐(如滑石粉)、无机盐化合物(如碳酸钙)等。有机类成核剂由于其添加量少、在聚合物中易分散、对PLA透明度没有影响等特点而更受关注。此外还有一些纳米材料如金属-有机骨架化合物(MOFs)、碳纳米管,由于其尺寸小,在聚合物中具有良好的分散性,与聚合物之间存在强烈的表面和界面效应,也能起到一定的异相成核效果。

文豪等[1]研究了有机成核剂苯基磷酸锌(PPA-Zn)和酰胺类成核剂TMC-328，TMP-3000对PLA耐热性能的影响。……