杨来福怀化学院大学生研究性学习与创新性实验计划项目申报书 -(2)

锂盐的效果最好，使结晶温度提高了4 ℃。取代芳基磷酸二价盐对于聚乳酸结晶的改善并不明显。对取代芳基磷酸金属盐类成核剂浓度效应的研究发现：1%为其在聚乳酸中的饱和添加浓度。针对滑石粉和取代芳基磷酸锂盐进行了复配研究，发现复配后的成核剂可以更好的促进聚乳酸的结晶。 3、以 PDLA 为成核剂的研究 一般作为成核剂的高分子类物质在自然界不容易分解，在聚乳酸分解后会残留于环境中，对环境存在一定的危害，由此，需要寻找一种既能和聚乳酸（一般为聚 L-乳酸）能很好相容，而且又对环境友好的高分子成核剂来改善聚 L-乳酸的结晶性能。在经过多种寻找排查后，发现由 L-乳酸的同分异构体 D-乳酸聚合而成的聚 D-乳酸能很好的满足这个要求。由此，以 PDLA 为成核剂用于改善 PLLA 的耐热性和结晶性的研究正在越来越被人所重视和研究。 PLLA和PDLA形成的立构复合物对于PLLA来说，是一种十分有效的成核剂，该种成核剂可以有效的提高聚乳酸的耐热性，而且对于工业生产而言，成本相对较低。Ikada等最先报道了当 PLLA 与PDLA 的比例达到1：1时，立构复合物的熔融温度大概在230 ℃，比纯聚乳酸材料高了近50 ℃。形成的这种立构复合物对于聚乳酸基材的分子量，光学通透率等性能都有所提高。 Hong Xu等人首先有L-乳酸和D-乳酸通过熔融共聚的方法制取PLLA和PDLA，然后用端羟基的 PLLA 与脂肪酸反应，反应得到的产物再与双酚 A 进行共聚，所得产物用 PDLA 进行改性，制的PLLA-co-双酚 A/PDLA。通过 DSC，XRD和POM的检测，最后结果表明，PLLA-co-双酚A/PDLA 具有良好的加工性能，具有高熔点和很好的结晶速率和稳定的结晶单元，对PLLA的耐热性和结晶性有潜在的能力。 Kelly等人在纯 PLLA 种加入3种不同分子量（5.8 kg/mol，14 kg/mol，48 kg/mol） 的 PDLA（质量分数不超过 5%），通过 DSC 和光学显微镜的分析与研究，从添加量，Tc，结晶焓，PLLA 的结晶速率，结晶效率以及结晶时间方面进行表征。结果表明，添加量为 3%的分子量为 14 kg/mol 的 PDLA 对 PLLA 的结晶速率影响最大，结晶速率将近提高了 100%，远远高于滑石粉等对于 PLLA 结晶速率的贡献。 Masayuki Hirata等人采用固体熔融缩聚的方法制备 PLLA/PDLA 高分子合金。与纯 PLLA 相比，这种高分子合金可以很容易的制成高分子膜。DSC 和 WAXS 的测试结果显示了，这种立构复合物首先结晶，具有一定的排外性，而立体空间结构可以抑制这种同手性结晶效应，而增加不同手性分子之间的结晶性。通过热机械动力分析研究，这种合金的热阻抗系数上升到了 200 ℃。 Yukiko等人研究了立构复合结构对于 PLA 熔融纺丝工艺的影响。将 PLLA 和PDLA 等量共混，在熔融拉丝过程中，牵引力的作用使得共混分子链取向结晶。将拉丝产物在高于 PLA 均聚物熔点的温度下进行退火处理，能够有效地促进立构复合晶体的形成。产物纤维不仅耐热性提高，而且力学性能也得到了很大的提高。 3．主要参考文献 [1] R. E. Drumright, P. R. Gruber, D. E. Henton. Polylactic Acid Technology[J]. Advanced Material,2000, 12: 1841-1846. [2] 赵吉洁，苏思玲，柏大伟等．聚乳酸耐热性改性研究发展[J]．中国塑料，2007，21(4)：7-12. [3] 沈兆宏，钱欣，钱仕杰．成核剂对生物降解聚乳酸结晶行为的影响[J]．石油化工高等学校学报，2008，21(2)：10-19. [4] 李春，辛忠，乔绪明等．取代芳基磷酸金属盐类成核剂对聚乳酸结晶的影响[J]．中国塑料，2006，20(10)：79-82. [5] H. Tsuji, I. Fukui. Enhanced Thermal Stability of Poly(lactide)s in the Melt by Enantiomeric Polymer Blending[J]. Polymer, 2003, 44: 2891-2896. [6] H. Tsuji, Y. Ikada. Stereocomplex Formation Between Enantiomeric Poly(lactic acid)s. XI. Mechanical Properties and Morphology of Solution-cast Films[J]. Polymer, 1999, 40: 6699-7408. [7] Y. Ikada, K. Jamshidi, H. Tsuji, et al. Stereocomplex Formation between Enantiomeric Poly(lactides)[J]. Macromolecules, 1987, 20: 904-909. [8] J. R. Sarasua, A. L. Arriaza, P. Balerdi, et al. Crystallinity and Mechanical Properties of Optically Pure Polylactides and Their Blends[J]. Polymer Engineering Science, 2005, 45: 745-753. [9] H. Tsuji. Poly(lactide) Stereocomplexes: Formation, Structure, Properties, Degradation, and Applications[J]. Macromolecular Bioscience, 2005, 5: 569-597. [10] H. Tsuji, I. Fukui. Enhanced ThermaL Stability of Poly(lactide)s in the Melt by Enantiomeric Polymer Blending[J]. Polymer, 2003, 22: 2891-2896. [11] X. Hong, C. Q. Teng, M. H. Yu. Improvements of Thermal Property and Crystalization Behavior of PLLA Based Multiblock Copolymer by Forming Stereocomplex with PDLA Oligomer[J]. Polymer, 2006, 47: 3922-3928. [12] S. K. Anderson, M. A. Hillmyer. Melt Preparation and Nucleation Efficiency of Polylactide Stereocomplex Crystallites[J]. Polymer, 2006, 47: 2030-2035. [13] M. Hirata, Y. Kimura. Thermomechanical Properties of Stereoblock Poly(Lactic acid)s with Different PLLA/PDLA Block Compositions[J]. Polymer, 2008, 49: 2656-2661. [14] H. Tsuji, I. Yoshito. Crystallization from the Melt of Poly(1actide)s with Different Optical Purities and Their Blends[J]. Macromolccular Chemistry and Physics, 1996, 197: 3483-3499. [15] F. Yukiko, K. Yoshiharu, Y. Naoko, et a1. Higher-order Structures and Mechanical Properties of Stercocomplex-type Poly(1actic acid) Melt Spun Fibers[J]. Polymer, 2006, 47: 5965-5972. 三、项目实施方案（2000字以内） 1．项目研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 研究目标 提高生物降解材料聚乳酸的耐热性，以扩大聚乳酸的应用领域。 研究内容 以聚乳酸、纳米无机氟化物（纳米氟化钡、纳米氟化理及纳米氟化镁）、扩链剂及其他助剂为原料，采用双螺杆挤出机熔融共混的方法，制备改性聚乳酸材料，对改性材料进行热性能（XRD、维卡软化点）、力学性能（拉伸、冲击）及SEM测试。 ⑴无机氟化物的制备 ①纳米氟化钡的制备：先将碳酸钡和水混合制成糊状液，然后将碳酸钡糊状液与氢氟酸溶液混合反应，反应完后将体系的PH值调到6，接着加温蒸干，所得产物即为纳米级氟化钡。 ②纳米氟化锂的制备：先将碳酸锂和水混合制成糊状液，然后将碳酸锂糊状液与氢氟酸溶液混合反应，反应完后将体系的PH值调到3，接着加温蒸干，所得产物即为纳米级氟化锂。 ③纳米氟化镁的制备：先将碳酸钡和水混合制成糊状液，然后在90℃条件下将碳酸钡糊状液与过量氢氟酸溶液混合反应，再过滤，干燥，所得产物即为纳米级氟化镁。 ⑵聚乳酸耐热改性材料的制备 ①预混合：将聚乳酸、纳米无机氟化物及扩链剂按照设计比例在高混机中预混合，得到预混料。 ②熔融共混：将预混料在双螺杆挤出机中熔融混合改性，通过切粒机切粒，得到改性的聚乳酸粒料。 ⑶聚乳酸耐热改性材料标准样条的制备 用注塑机将改性聚乳酸粒料注塑成标准的哑铃型和矩形样条，以备后用。 ⑷比较纳米氟化钡、纳米氟化理及纳米氟化镁三种氟化物对聚乳酸的耐热改性效果。 测试分析 ① X 射线测试：采用 X 射线衍射仪进行测试。其测试过程为取少量试样，于 …… 此处隐藏：3817字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……