羟丙甲纤维素增韧聚乳酸复合材料的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.010

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (5): 59-64.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.010

羟丙甲纤维素增韧聚乳酸复合材料的制备及性能研究

许佳怡()

暨南大学化学与材料学院，广州 511443

收稿日期:2021-01-20 出版日期:2021-05-26 发布日期:2021-05-24

Preparation and Properties of Hypromellose⁃toughened Poly（lactic acid） Composites

XU Jiayi()

College of Chemistry and Material Science，Jinan University，Guangzhou 511443，China

Received:2021-01-20 Online:2021-05-26 Published:2021-05-24
Contact: XU Jiayi E-mail:657730707@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

选用羟丙甲纤维素（HMC）对聚乳酸（PLA）进行增韧改性，采用共混法制备了PLA/HMC复合材料，并对其流变性能、力学性能和结晶性能进行了系统分析。结果表明，PLA/HMC复合材料的表观黏度随剪切速率、温度和HMC含量的增加呈现逐渐下降的趋势；HMC在PLA基体中能够均匀分散，且PLA与HMC之间具有较好的相容性；PLA/HMC复合材料的断裂伸长率和冲击强度均在HMC含量为10 %（质量分数，下同）时达到最大值，HMC对PLA起到了增韧的效果；而PLA/HMC复合材料的拉伸强度则随着HMC含量的增加而逐渐下降；HMC降低了PLA/HMC复合材料的结晶性能，复合材料的熔点和结晶度均随着HMC含量的增加而逐渐下降。

关键词: 聚乳酸, 羟丙甲纤维素, 增韧, 流变, 结晶

Abstract:

Hypromellose （HMC） was used as an impact modifier to prepare Poly（lactic acid）（PLA）/HMC composites by melt blending. The rheological， mechanical and crystallization properties of the composites were analyzed systematically. The results indicated that the composites exhibited a decrease in apparent viscosity with increasing shear rate， temperature and HMC content. HMC were uniformly dispersed in the PLA matrix due to good compatibility between PLA and HMC. The composites achieved the maximum elongation at break and impact strength at an HMC content of 10 wt%， indicating a good toughening effect on PLA. However， their tensile strength decreased gradually with an increase in the content of HMC. HMC could reduce the crystalline properties of the composites， resulting in a gradually decrease in their melting points and crystallinity with an increase in the content of HMC.

Key words: poly（lactic acid）, hypromellose, toughening, rheology, crystallization

中图分类号:

TQ321

许佳怡. 羟丙甲纤维素增韧聚乳酸复合材料的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 59-64.

XU Jiayi. Preparation and Properties of Hypromellose⁃toughened Poly（lactic acid） Composites[J]. China Plastics, 2021, 35(5): 59-64.

图/表 9

图1 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料熔体的流变曲线

Fig.1 The rheological curves of PLA/HMC composites melts with different HMC content

图2 PLA/HMC复合材料在不同温度下表观黏度随剪切速率变化曲线

Fig.2 The apparent viscosity versus shear rate curves of PLA/HMC composites at different temperature

图3 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的应力?应变曲线

Fig.3 Stress?strain curves of PLA/HMC composites with different HMC content

图4 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率

Fig.4 Tensile strength and elongation at break of PLA/HMC composites with different HMC content

图5 HMC含量对PLA/HMC复合材料冲击强度的影响

Fig.5 Effect of HMC content on impact strength of PLA/HMC composites

图6 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的XRD谱图

Fig.6 XRD spectra of PLA/HMC composites with different HMC content

图7 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的DSC升温曲线

Fig.7 DSC heating curves of PLA/HMC composites with different HMC content

HMC含量/%	ΔH/J·g^-1	X_c/%
0	20.83	22.26
5	18.74	20.03
10	17.28	18.46
15	14.47	18.18
20	13.22	17.66

表1 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的相对结晶度

Tab.1 Relative crystallinity of PLA/HMC composites with different HMC content

图8 不同HMC含量的PLA/HMC复合材料的SEM照片

Fig.8 SEM of PLA/HMC composites with different HMC content

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羟丙甲纤维素增韧聚乳酸复合材料的制备及性能研究

Preparation and Properties of Hypromellose⁃toughened Poly（lactic acid） Composites

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