强韧化聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）/聚碳酸酯共混物的制备及耐久性研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.003

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (10): 10-15.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.003

强韧化聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）/聚碳酸酯共混物的制备及耐久性研究

吕东轩¹, 徐鹏武¹(), 杨伟军¹, 钮德宇¹, 孙钰杰², 马丕明¹

^1.江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡 214122
^2.龙口市应急保障服务中心，山东龙口 265499

收稿日期:2024-02-01 出版日期:2024-10-26 发布日期:2024-10-21
通讯作者: 徐鹏武（1992—），副教授，研究方向为生物基/可生物降解高分子材料的高性能化和功能化，聚合物共混及复合材料，pengwuxu@jiangnan.edu.cn
E-mail:pengwuxu@jiangnan.edu.cn

Study on preparation and durability of toughened poly（3⁃hydroxybutyrate⁃co-3⁃hydroxyvalerate）/polycarbonate blending films

LYU Dongxuan¹, XU Pengwu¹(), YANG Weijun¹, NIU Deyu¹, SUN Yujie², MA Piming¹

^1.School of Chemical And Material Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China
^2.Longkou Emergency Support Service Center，Longkou 265701，China

Received:2024-02-01 Online:2024-10-26 Published:2024-10-21
Contact: XU Pengwu E-mail:pengwuxu@jiangnan.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）（PHBV）作为基体，通过共混聚碳酸亚丙酯（PPC）后进行固相拉伸，制备强韧化PHBV/PPC复合薄膜；通过万能拉伸试验机、小角/广角X射线散射仪、场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热仪对共混物进行表征。结果表明，当固相拉伸温度为55 ℃、拉伸速率为300 mm/min，拉伸倍率为3时，对比未拉伸样品，断裂伸长率提高约为66 %，拉伸强度提高约为642.9 %。当拉伸倍率为3时，取向度从0.88 %提升到38.96 %，还有效促进了聚合物的结晶，对PHBV的耐久性产生了正向作用，使得其性能更加稳定，对比未拉伸样品有了明显提升：未拉伸样品的韧性下降95 %，固相拉伸3倍的样品的韧性下降46 %。

关键词: 聚（3?羟基丁酸?co?3?羟基戊酸酯）, 聚碳酸酯, 固相拉伸, 力学性能

Abstract:

The toughened poly（3⁃hydroxybutyrate⁃co⁃3⁃hydroxyvalerate）（PHBV）/polypropylene carbonate （PPC） blending films were prepared through solid⁃phase stretching and then characterized by using universal tensile testing machine， small⁃angle/wide⁃angle X⁃ray scattering instrument， SEM， and DSC. The PHBV/PPC blending films exhibited an increase in elongation at break by about 66 % and in tensile strength by 642.9 % at a stretching temperature of 55 ºC， a stretching rate of 300 mm/min， and a stretching ratio 3. The degree of orientation of the blending films was increased from 0.88 % to 38.96 % at a stretching ratio of 3. This effectively promotes the crystallization of PHBV and generates a positive effect on its durability of PHBV， resulting in more stable performance. The toughness of the unstretched blending film decreased by 94.8 %， whereas there was only a reduction by 46 % in the toughness of the blending film at a stretching ratio of 3.

Key words: poly（3?hydroxybutyrate?co?3?hydroxyvalerate）, polycarbonate, solid?phase stretching, mechanical property

中图分类号:

TQ323.4

吕东轩, 徐鹏武, 杨伟军, 钮德宇, 孙钰杰, 马丕明. 强韧化聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）/聚碳酸酯共混物的制备及耐久性研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(10): 10-15.

LYU Dongxuan, XU Pengwu, YANG Weijun, NIU Deyu, SUN Yujie, MA Piming. Study on preparation and durability of toughened poly（3⁃hydroxybutyrate⁃co-3⁃hydroxyvalerate）/polycarbonate blending films[J]. China Plastics, 2024, 38(10): 10-15.

图/表 9

图1 不同温度下的预拉伸应力⁃应变曲线

Fig.1 Prestretching stress⁃strain curves at different temperatures

图2 不同拉伸倍率下样条的力学性能

Fig.2 Mechanical properties of the samples at different pre stretching ratios

图3 不同拉伸倍率下样条的广角二维图像

Fig.3 Wide angle two⁃dimensional images of splines under different stretching ratios

图4 PHBV的方位角积分强度分布曲线及PHBV（020）晶面取向度

Fig.4 Azimuth integral intensity distribution curve of PHBV and the orientation degree of PHBV （020） crystal plane

图5 未蚀刻共混物薄膜微观形态、丙酮蚀刻后共混物薄膜微观形态、拉伸方向的PPC相平均尺寸分布图

Fig.5 Microstructure of unetched and acetone⁃etched blend films， and average size distribution of PPC phase in tensile direction

图6 不同拉伸倍率下样品的DSC曲线和PHBV的结晶度

Fig.6 DSC curves and PHBV crystallinity of the sample at different pre⁃stretching ratios

图7 不同拉伸倍率时样品的小角衍射二维图像

Fig.7 Small angle diffraction two⁃dimensional images of the samples at different stretching ratios

图8 不同拉伸倍率时样品的小角衍射一维图像及长短周期示意图

Fig.8 Small angle diffraction one⁃dimensional images of the samples with different stretching ratios and schematic diagrams of long and short periods

图9 不同拉伸倍率下堆放14 d样条的力学性能

Fig.9 Mechanical properties of splines with different stretching ratios after being stacked for 14 days

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强韧化聚（3⁃羟基丁酸⁃co⁃3⁃羟基戊酸酯）/聚碳酸酯共混物的制备及耐久性研究

Study on preparation and durability of toughened poly（3⁃hydroxybutyrate⁃co-3⁃hydroxyvalerate）/polycarbonate blending films

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