注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.10.005

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (10): 26-30.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.10.005

注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析

吴腾达(), 庄吉彬, 刁雪峰, 王清文

金旸（厦门）新材料科技有限公司，福建厦门 361028

收稿日期:2021-03-10 出版日期:2021-10-26 发布日期:2021-10-27
作者简介:吴腾达（1990—），男，工程师，从事高分子材料加工与应用研究，rick931@163.com

Thermal Distortion Performance of Injection Molded Stereocomple Poly（lactic acid）

WU Tengda(), ZHUANG Jibin, DIAO Xuefeng, WANG Qingwen

Jinyoung （Xiamen） Advanced Materials Technology Co，Ltd，Xiamen 361028，China

Received:2021-03-10 Online:2021-10-26 Published:2021-10-27

摘要/Abstract

摘要：

采用左旋聚乳酸（PLLA）和右旋聚乳酸（PDLA）为原料，采用熔融共混法制备了立构复合聚乳酸（SC?PLA）粉末，再通过注射成型制备了SC?PLA样条，并通过差示量热扫描仪（DSC）和热变形温度测定仪对SC?PLA粉末和样条的熔融、结晶情况和热变形性能进行了表征分析。结果表明，SC?PLA粉末的结晶能力与初始熔融状态直接相关；当熔融温度为220~230 ℃时，SC?PLA粉末的熔融稳定时间增加，有助于SC?PLA体系结晶，该温度适合SC?PLA的注射成型加工；SC?PLA样条中SC?PLA结晶度越高，均聚物PLA结晶度越低，越有助于样条热变形性能的提高；低注射温度和以SC?PLA粉末、PLLA、PDLA为原料成型有助于SC?PLA样条在220 ℃下加热再退火后获得较高的SC?PLA结晶度，其热变形温度最高可达到150 ℃以上；注射成型过程中，有利于保留更多SC?PLA晶体和提高SC?PLA结晶度的方式，有助于提高样条在退火后的热变形性能。

关键词: 立构复合聚乳酸, 注射成型, 热变形温度

Abstract:

The stereocomple poly（lactic acid）（SC?PLA） powders were prepared through melt blending using poly （L?lactic acid） and poly（D?lactic acid） as raw materials and then were injection molded to form SC?PLA parts. The melting， crystallization and thermal properties of SC?PLA powders and parts were characterized using a differential scanning calorimeter and a thermal deformation temperature tester. The results indicated that the crystallization ability of SC?PLA was related to the initial melting state. The melting stabilization time of SC?PLA increased in the melting temperature range of 220~230 °C， which facilitated the crystallization and was suitable for injection molding of SC?PLA. The better the crystallization ability of SC?PLA with low crystallinity of homopolymer PLA， the higher was the heat distortion temperature of the injection?molded parts of SC?PLA. The crystallization ability of SC?PLA could be increased through decreasing injection temperature and using the formulation based on SC?PLA powders and PLLA/PDLA mixture. The injection?molded parts of SC?PLA achieved a maximum heat distortion temperature of over 150 °C after annealing. During injection molding， the heat distortion temperature of the samples after annealing could be improved through retaining more SC?PLA crystals and increasing the crystallinity of SC?PLA.

Key words: stereocomple poly（lactic acid）, injection molding, heat distortion temperature

中图分类号:

TQ321

吴腾达, 庄吉彬, 刁雪峰, 王清文. 注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析[J]. 中国塑料, 2021, 35(10): 26-30.

WU Tengda, ZHUANG Jibin, DIAO Xuefeng, WANG Qingwen. Thermal Distortion Performance of Injection Molded Stereocomple Poly（lactic acid）[J]. China Plastics, 2021, 35(10): 26-30.

图/表 10

参考文献 15

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SC?PLA	一次熔融温度/℃	233.6
	一次熔融焓/J?g^-1	-88.2
	冷却结晶温度/℃	106.1
	结晶焓/J?g^-1	35.7
	二次熔融温度/℃	217.8
	二次熔融焓/J?g^-1	-11.6
PLA均聚物	二次熔融温度/℃	173.3
PLA均聚物	二次熔融焓/J?g^-1	-44.9

SC?PLA	一次熔融温度/℃	233.6
	一次熔融焓/J?g^-1	-88.2
	冷却结晶温度/℃	106.1
	结晶焓/J?g^-1	35.7
	二次熔融温度/℃	217.8
	二次熔融焓/J?g^-1	-11.6
PLA均聚物	二次熔融温度/℃	173.3
PLA均聚物	二次熔融焓/J?g^-1	-44.9

一次升温温度/℃	PLA均聚物		SC?PLA
一次升温温度/℃	二次熔融温度/℃	二次熔融焓/J?g^-1	二次熔融温度/℃	二次熔融焓/J?g^-1
210	—	—	233.6	-97.9
220	—	—	237.5	-104.9
230	173.6	-7.6	239.4	-76.8
235	174.0	-42.6	221.3	-20.5
240	174.1	-46.6	220.5	-16.4
250	173.3	-44.9	217.8	-11.6

一次升温温度/℃	PLA均聚物		SC?PLA
一次升温温度/℃	二次熔融温度/℃	二次熔融焓/J?g^-1	二次熔融温度/℃	二次熔融焓/J?g^-1
210	—	—	233.6	-97.9
220	—	—	237.5	-104.9
230	173.6	-7.6	239.4	-76.8
235	174.0	-42.6	221.3	-20.5
240	174.1	-46.6	220.5	-16.4
250	173.3	-44.9	217.8	-11.6

样品名称	原料方案	注射温度/℃	射出起点/mm	射出终点/mm	射出尖压/bar	最大射速/%	冷却时间/s	是否成型
IM0	SC?PLA	220/220/220/210	—	—	—	—	—	否
IM1		235/235/235/210	—	—	—	—	—	否
IM2		240/240/240/210	75.5	36.2	71	71	20	是
IM3	SC?PLA/PLLA /PDLA质量比=1/4.5/4.5	220/220/220/210	75.4	47.2	87	69	10	是
IM4		235/235/235/210	75.4	37.5	75	72	10	是
IM5		240/240/240/210	75.3	24.2	75	72	20	是

注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析

Thermal Distortion Performance of Injection Molded Stereocomple Poly（lactic acid）

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样品名称	冷结晶温度/℃	冷结晶焓/J?g^-1	PLA均聚物			SC?PLA			热变形温度/℃
样品名称	冷结晶温度/℃	冷结晶焓/J?g^-1	熔融温度/℃	熔融焓/J?g^-1	结晶度/%	熔融温度/℃	熔融焓/J?g^-1	结晶度/%	热变形温度/℃
IM2	96.83	32.57	173.36	-20.16	13.3	227.11/241.52	-65.29	46.0	55.4±0.6
IM3	—	—	173.25	-2.51	2.7	225.33/239.41	-90.57	63.8	62.5±1.3
IM4	98.45	27.29	174.42	-24.53	3.0	227.15/234.8	-72.60	51.1	57.0±0.4
IM5	96.68	47.45	174.83	-34.68	13.7	226.11	-52.87	37.2	55.8±0.4

样品名称	SC?PLA的熔融温度/℃	SC?PLA的熔融焓/J?g^-1	SC?PLA的结晶度/%	热变形温度/℃
IM2	231.77/242.73	-93.15	65.6	151.5±4.2
IM3	231.61/238.93	-99.78	70.3	150.2±6.9
IM4	232.37	-84.27	59.3	121.1±5.6
IM5	234.71	-86.57	61.0	128.2±3.7

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