聚乳酸常见改性方法
聚乳酸(PLA)是以生物发酵生产的乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,制备方法有丙交酯开环聚合法和直接缩聚法两种,其中丙交酯开环聚合法是目前工业上应用最多的方法。PLA原料来源充足且可以再生,生产过程无污染,且产品可以生物降解,在温度高于55℃或富氧和微生物作用下降解为二氧化碳和水,实现在自然界中的物质循环,不会对环境产生影响。
PLA是开发较早的商业生物降解材料,具有较高的强度和模量,但其脆性、韧性和耐热性差,极大限制了其应用。因此,目前PLA的改性工作主要集中在耐热及增韧改性两方面展开。
一、耐热改性
PLA耐热性差,根本原因是其结晶速率慢,通过挤出、注塑等成型方式得到的制品几乎呈非晶态。PLA耐热改性方法主要有:提高PLA自身结晶度、与其它耐热性较好的材料共混、与其它单体或高分子交联、纤维增强等。目前应用比较广泛的改性方法是提高结晶度和纤维增强。
提高结晶度
提高结晶度的有效方法是退火处理或添加成核剂,应用于PLA的成核剂有:有机改性蒙脱土、有机膨润土、云母、淀粉、聚乙醇酸、双酰肼类化合物(如TMC-300)、酰胺类化合物(如TMC-328)等。
纤维增强
应用于PLA的纤维有:苎麻纤维、短玄武岩纤维、玻璃纤维、植物纤维等。
二、增韧改性
PLA的增韧改性方法有增塑、与其它韧性好的材料共混、共聚等,目前主要是通过增塑或共混的方法。
增塑
应用于PLA增塑助剂有甘油、柠檬酸甘油酯、聚乙二醇400、环氧大豆油、乙酰柠檬酸丁酯等有机分子。
共混
应用于PLA共混的聚合物有:PCL、PBAT、PBS、ABS、NR、PU、SBS、ACR等。
PLA是当下可再生绿色材料研究的一大热门,其广阔的应用前景吸引了无数的科研工作者进行研究。随着PLA的应用越来越广泛,性能要求越来越高,其研究的方向也会越来越多,不仅仅局限于耐热和增韧两方面,还会有其它方面,如阻燃、导电、导热等。