环氧基改性蒙脱土增容聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系

通过加成反应合成十八烷基二甲基环氧基氯化铵,并与钠基蒙脱土进行离子交换反应得到环氧基改性蒙脱土(OMMT)。将OMMT以熔融共混的方式加入聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)共混物中,研究了OMMT含量对PLA/PBS共混体系的增容效果及对力学性能的影响。微观结构表明,添加OMMT到PLA/PBS(80/20)共混物中之后,分散相PBS的粒径显著降低,并且粒径分布变窄。在PLA与PBS的相界面处,OMMT以插层或剥离的形式存在,阻止分散相聚集,增加两相之间的相容性。动态流变结果表明,由于OMMT对分子链的缠结作用,PLA/PBS/OMMT复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度都随着OMMT含量增加而增加。动态力学热分析表明,PLA与PBS的玻璃化转变温度相互靠拢的幅度随着OMMT含量的增加而增大。力学性能结果表明,当OMMT质量分数为1%时,PLA/PBS/OMMT复合材料的拉伸强度达到62.5 MPa、冲击强度达到3.1 kJ/m^(2),相较于纯PLA/PBS共混物分别提高了32.1%和19.2%。

有机蒙脱土对PLA/PBS共混物相结构及性能的影响

通过熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/有机蒙脱土(PLA/PBS/OMMT)复合材料,研究了OMMT对不同组成的PLA/PBS共混物微观结构的影响,进而研究其对热性能、热稳定性以及拉伸性能的影响。微观结构结果表明,添加OMMT到PLA/PBS共混物中,能够降低分散相的尺寸,均化分散相尺寸分布,使PLA/PBS(50/50)共混物的双连续相结构改变为海-岛结构。DSC结果表明,PBS能够提高PLA的结晶能力,添加OMMT后,PLA相的冷结晶温度和熔点明显提高,结晶度达到39.5%,PLA的结晶形貌更加完善。TG结果表明,PBS能够提高PLA/PBS共混物热稳定性,添加OMMT后,进一步提高了共混物的热稳定性,起始分解温度提高至307.3℃。添加OMMT后,PLA/PBS/OMMT复合材料的拉伸性能得到提高,PLA/PBS/OMMT(80/20/1)复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到53.9 MPa和34.2%,在保证材料强度的前提下,得到了较好的延展性。

有机改性蒙脱土对聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯合金的增容效应

为了获得综合性能优良的聚乳酸基生物可降解复合材料,利用二甲基双十八烷基氯化铵有机改性蒙脱土(OMMT)作为非反应型增容剂,通过直接熔融共混法制备了有机改性蒙脱土/聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯(OMMT/PLA-PBS)复合材料,研究了OMMT含量对PLA-PBS共混体系的增容效果及其对力学性能的影响规律。微观结构表明,OMMT能够显著降低分散相PBS的粒径和均匀粒径分布,分布在PLA与PBS相界面处的OMMT,起到了类似嵌段共聚物的增容作用,增加了PLA与PBS之间的黏结力。动态流变结果表明,当OMMT含量为3wt%时,OMMT在PLA-PBS共混物中形成三维网络结构。动态热机械性能结果显示,添加OMMT后,OMMT/PLA-PBS复合材料中PLA相与PBS相对应的玻璃化转变温度相互靠拢,当OMMT含量为1wt%时,PLA与PBS的玻璃化转变温度相互靠拢的幅度最大,增容效果最好。热性能数据表明,加入OMMT后,复合材料中PLA的结晶度出现先增加后降低的变化趋势,在OMMT含量为1wt%时,PLA结晶度达到最大值12.7%。力学性能结果表明,当OMMT含量为1wt%时,OMMT/PLA-PBS复合材料的综合力学性能达到最佳,拉伸强度和冲击强度分别为62.5 MPa和12.6 kJ/m^(2),较PLA-PBS共混物分别提高了32.1%和80%。