《聚乳酸增韌改性與結晶性能調控及其機理》是依託北京工商大學，由邢倩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚乳酸增韌改性與結晶性能調控及其機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邢倩
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聚乳酸（PLA）是一種重要的生物基脂肪族聚酯，兼具生物降解性和生物相容性，同時具有較高的剛性和良好的熱塑加工性，在醫藥衛生、紡織服裝和食品包裝等領域存在廣泛套用價值。但是由於韌性差、結晶速率慢，一定程度上限制了其套用。本課題擬通過添加聚碳酸亞丙酯和醯肼類有機小分子成核劑，實現對PLA衝擊韌性和結晶性能的同步有效調控，製備出綜合性能優異的PLA基生物降解複合材料。將系統研究共混物相態結構、結晶行為和物理機械性能隨共混物組成和加工工藝條件的變化，探索共混物多相相行為與結晶調控行為之間的相互影響，揭示共混體系內各組分間的相互作用本質，進而提出增韌改性和結晶調控機理，最終建立共混體系巨觀性能與微觀結構和製備條件之間的關係。本研究可為生物降解高分子材料的開發和高性能化提供理論依據和技術指導。
結題摘要
聚乳酸（PLA）是一種重要的生物基脂肪族聚酯，具有良好的生物降解性和生物相容性，在生物醫藥等領域具有廣闊的套用前景。本課題以PLA為研究對象，以改善其結晶速率和衝擊韌性為目的，通過添加醯肼類有機小分子（TMBH）和聚碳酸亞丙酯（PPC）對其進行結晶調控和增韌改性，系統研究了PLA共混物的結構與性能。結果表明：TMBH可以有效提高PLA的結晶能力，其成核效率與其在PLA基體中的溶解分散狀態相關，受添加量和熔融退火溫度的影響。原位變溫紅外光譜表明TMBH的成核效應源自於其與PLA分子間極性基團的相互作用，該作用加速了PLA分子間的骨架構象有序和分子內103螺旋結構的形成。PPC可以有效提高PLA的斷裂伸長率，其增韌效果隨含量的增加而逐漸增大；當PPC含量達到40 wt%時，PLA和PPC呈現兩相雙連續結構，受到外力作用時，PPC相作為應力集中點誘發PLA基體的塑性形變和剪下屈服，從而形成大量剪下帶吸收能量發生脆韌轉變。最後，通過對PLA/PPC/TMBH三元共混體系的研究，建立共混物巨觀力學性能與其微觀結構和組分配比的關係。研究結果可為PLA的共混改性和加工套用提供可靠依據，為聚合物的結構調控及其與性能的關係提供高效的研究方法。
