预聚物分子量对立体复合聚乳酸固相缩聚产物结构和性质的影响

采用乳酸作为引发剂、辛酸亚锡作为催化剂,引发丙交酯开环聚合制得分子量不同的具备缩聚活性的预聚物L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA),将重均分子量(Mw)相近的预聚物熔融共混后制成前体进行固相缩聚。采用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析了固相缩聚产物的链结构、分子量、热性能及晶体结构。结果表明,固相缩聚产物具有立体嵌段结构。预聚物的分子量大小将影响固相缩聚前体中均相晶体和立体复合晶体的相对含量,进而影响固相缩聚产物的结构。当预聚物PLLA和PDLA的Mw≈5×104时,固相缩聚产物重均分子量的涨幅最大,最终达到1.83×105。因此,采用Mw≈5×104的预聚物进行固相缩聚有利于产物中立体复合晶体结晶度的提高。

预聚物光学纯度对立体复合聚乳酸固相缩聚产物的影响

采用乳酸为引发剂,辛酸亚锡为催化剂,引发丙交酯开环聚合制备光学纯度不同的预聚物L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA);将光学纯度相近的预聚物熔融共混后进行固相缩聚,研究了预聚物光学纯度对立体复合聚乳酸固相缩聚产物的影响,分析了固相缩聚产物的链结构、相对分子质量、晶体结构、动态力学性能及降解性能。结果表明,预聚物的光学纯度随着原料单体丙交酯中异构单体含量的增加而降低,预聚物光学纯度的降低使缩聚过程中均相晶体以及立体复合晶体含量降低,从而促进了固相缩聚产物相对分子质量的增加。当预聚物的光学纯度降为95.5%时,固相缩聚产物相对分子质量的增长幅度最大,较未添加异构单体的缩聚产物而言,其相对分子质量提升了97.6%。随着光学纯度的降低,固相缩聚产物的储能模量、耗能模量及玻璃化转变温度下降,吸水率增加。

立体复合聚乳酸/SiO_2复合物的性能研究

采用溶液共混法制备了不同SiO2含量的立体复合聚乳酸/纳米SiO2复合物。DSC研究表明,纳米SiO2含量低于5%(wt,质量分数,下同)时,其对聚乳酸立体复合物的结晶有促进作用,并且在纳米SiO2添加量为1%时促进作用最为明显。随着添加量增加,材料的热稳定性明显增加,但团聚现象变得明显。XRD和FT-IR研究表明立体复合物结构并未因纳米粒子加入发生改变。

不同分子质量聚乳酸立体复合物的结晶性能及球晶形貌

同等质量的L-乳酸（PLLA）和D-乳酸（PDLA）共混后,能够形成立体复合聚乳酸（PLA）。研究了5种不同相对分子质量（0.6×10~4~1.2×10~5）的PLLA和PDLA共混物的热性能、结晶动力学以及球晶的形态结构。聚合物均是通过L-LA或D-LA熔融-固相聚合相结合的方法获得。与相应的均聚物比较,PLLA和PDLA溶液共混后形成的立体复合PLA具有更好的结晶性能和更高的熔点。分别以5、10、20、30℃/min为降温速率进行结晶动力学研究,发现较高分子质量样品具有更好的结晶速率,可能是因为样品中分子链在结晶发生之前具有更快的链复合能力。最后,通过偏光显微镜成功地在较低分子质量sc-PLA球晶结构中观察到了可逆的裂纹现象,证明裂纹的出现与结晶过程中形成的晶体间内应力有关。