成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响.ppt

1、成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响 姓名 王方方学号 149060033 目录 二 研究方法 一 研究背景和目的 三 结果与讨论 四 结论 聚乳酸是一种可降解的生物基材料已逐步应用于医疗器械 纺织品以及包装业等领域 然而 耐热性差 韧性低 结晶速率非常低等缺点严重限制了PLA的广泛应用提高PLA的结晶速率可有效地缩短其成型加工周期 且通过对PLA的结晶形态以及结晶度进行有效地调控也能有效改善其力学性能 热性能和降解性能 其中有效的调控方法是加入成核剂 这里选用PLA的商品化成核剂 苯基磷酸锌 PPZn 以及与PPZn搭配使用的成核完善剂 E61 系统地研究不同含量的PPZn以及不同比例的P

2、PZn与E61对PLA结晶形态和结晶能力的影响 研究背景和目的 研究方法 实验原料及主要仪器 研究方法 试样制备 PLA粒料于干燥鼓风机干燥 同向双螺杆挤出机制造不同PPZn E61含量的PLA试样 鼓风干燥箱80干燥24h 热压成型制得1 5mm厚的圆片用于流变性能测试 200压制成20um的薄膜用于偏光显微镜 80干燥24h 170预热2 3min然后10MPa下热压5min 排气3次 最后冷压3min 挤出机从料斗到机头的温度分别设定为150 162 172和165 研究方法 将试样以100K min快速升温至200 恒温3min以消除热历史 然后以100K min快速降至预先设定的温度

3、 在DMIP型POM上记录此温度下PLA的等温结晶过程 PPZn及E61对PLA结晶形态的影响 PPZn及E61对PLA的非等温结晶行为的影响 利用DSC考察成核剂及完善剂对PLA熔融行为和非等温结晶行为的影响 以100K min的速率将试样从30快速升至200 恒温3min消除热历史 然后再以10K min的速率降至30 最后以10K min的速率升温至200 氮气氛围保护 记录试样的降温曲线和第二次升温曲线 研究方法 利用流变测试考查PLA的结晶行为 采用应力控制型的高级流变仪在氮气保护下对试样进行温度扫描和时间扫描 平行板模式 其平行夹具直径为25mm 测试均在线性黏弹区域 应力和震荡频

4、率分别10Pa和2rad s 温度扫描的过程是将试样加热至240 恒温3min 然后以3K min的降温速率匀速降温 实时记录非等温结晶过程中储能模量随温度的变化 待PLA结晶基本完成时停止测试 时间扫描的过程是将试样加热至240恒温3min后快速降至测试温度135 观察等温结晶过程中储能模量随时间的变化 待PLA结晶基本完成时停止测试 结果与讨论 注 1 PLA P X表示制备不同PPZn含量的PLA试样 其中P表示PPZn X表示每100gPLA中所含PPZn的克数 2 PLA P 0 3 E Y表示固定PPZn的含量为0 3wt 制备不同E61含量的PLA试样 其中E表示E61 Y表示每

5、100gPLA中所含E61的克数 分别为0 03 0 06 0 15和0 3 所制样品中PPZn和E61的含量如下 PPZn及E61对PLA结晶形态的影响 POM PPZn及E61对PLA结晶形态的影响 POM PPZn及E61对PLA的非等温结晶行为的影响 DSC PPZn及E61对PLA的非等温结晶行为的影响 DSC 利用流变测试考查PLA的结晶行为 结论 1 低含量的PPZn 0 1wt 可以有效地促进PLA结晶而生成比较完善的球晶 高含量的PPZn 0 3wt 可使PLA分子链优先附生于小尺寸的PPZn针状结构的长轴方向进行结晶 而其他方向则明显受限 形成针状晶体 1 POM证实通过调控PPZn的含量及其与E61的配比可得到不同完善程度的晶体 2 在PLA P 0 3 E Y体系中 当E61含量较低时 0 06wt E61的添加有助于促进PLA在除PPZn长轴方向以外的其他方向的晶体生长 当E61含量较高时 0 15wt 阻碍了PPZn与PLA分子链的接触 导致PPZn的成核效果受到阻碍 此时PPZn所起到的成核作用主要是自组装形成的针状物理结构的 杂质 异相成核 因此出现针状晶体 结论 2 DSC和流变测试均表明PPZn可显著提高PLA的结晶速率 有效地缩短结晶时间 而E61的添加对PLA的结晶速率影响不大 谢谢