《流動誘導大量聚乳酸shish-kebab結構生成及其在注塑成型中實現》是依託四川大學，由鐘淦基擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：流動誘導大量聚乳酸shish-kebab結構生成及其在注塑成型中實現
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鐘淦基
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流動誘導生成的串晶（shish-kebab）結構可顯著提高半結晶聚合物製品性能，但由於聚乳酸的分子鏈呈半剛性且分子量較低， shish-kebab 結構形成所需的流動場條件苛刻，因此，迄今為止，尚未在注塑製品中生成大量shish-kebab 結構的報導。本課題擬在注塑保壓階段，模具型腔中施加強的振動流動場，促進聚乳酸分子鏈取向，發生流動誘導結晶，並添加少量與之相溶的聚乙二醇增加分子鏈活動能力，提高結晶速率，抑制shish 的鬆弛，製備含大量shish-kebab 結構的聚乳酸注塑製品，提高聚乳酸製品的力學性能。本課題擬系統研究流動場誘導PLLA 結晶規律和形成shish-kebab 結構的臨界條件、實際加工流動場下PLLA shish-kebab 結構形成規律，以及結構與性能的關係，為聚乳酸加工中的形態調控及其高性能化提供理論指導。
結題摘要
作為其中一種有望大規模套用的生物可降解高分子，聚乳酸表現出良好的綜合力學性能，而且相比其它生物可降解合成高分子材料，聚乳酸價格更接近傳統石油基高分子材料。然而聚乳酸分子鏈相對較短且呈半剛性，其結晶速率較慢，非晶玻璃化轉變溫度低，導致性能方面還存在不足，限制其套用。本項目主要針對結晶方面的缺陷開展工作，通過在聚乳酸中加入少量聚乙二醇增加其分子鏈活動能力，並結合加工中施加強剪下流動獲得了大量串晶結構，進一步將天然纖維、氧化鋅晶須等各種功能填料引入聚乳酸基體中，並通過流動場調控其晶體形態。同時本項目較深入研究了聚乳酸晶體形態形成機理，主要包括：通過結晶促進劑調控聚乳酸橫晶形態及複合材料界面性能，纖維誘導橫晶和剪下誘導柱晶的結構特點，表面水解誘導的聚乳酸/天然纖維複合材料快速降解，以及聚乳酸近晶相的調控與性能研究。研究發現聚乳酸可在填料表面生成各種特殊界面晶體結構，如橫晶、雜化串晶等，而且可通過填料的表面性質、添加少量聚乙二醇以及施加流動場進一步調節其結晶行為及最終晶體結構，並且本項目在注塑成型過程中很好地實現上述結構，性能結果表明填料的加入以及特殊界面晶體結構的獲得可顯著提高聚乳酸注塑製品力學性能，且不同填料又賦予聚乳酸製品新的性能。本項目的研究工作較好地建立了填料性質、流動場與聚乳酸晶體結構，以及結構與最終性能關係，為聚乳酸加工中的形態調控及其高性能化提供了一定理論指導。
