立构复合晶对聚乳酸发泡行为的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.08.017

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (8): 117-124.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.08.017

立构复合晶对聚乳酸发泡行为的影响

唐于婧, 王亚桥, 倪敬越, 王从龙, 王向东()

北京工商大学化学与材料工程学院，北京 100048

收稿日期:2021-07-11 出版日期:2021-08-26 发布日期:2021-08-27

Effect of Stereoscopic Composite Crystals on Foaming Behavior of PLA

TANG Yujing, WANG Yaqiao, NI Jingyue, WANG Conglong, WANG Xiangdong()

College of Chemistry and Materials Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China

Received:2021-07-11 Online:2021-08-26 Published:2021-08-27
Contact: WANG Xiangdong E-mail:wangxid@th.btbu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过熔融共混法，将右旋聚乳（PDLA）引入到扩链聚乳酸（PLLA）体系中，研究了不同含量PDLA诱导形成的立构复合晶（Sc晶）对共混体系的流变行为和发泡行为的影响。在此基础上，引入聚四氟乙烯（PTFE），研究其对Sc晶形成的影响，以及引入PTFE后共混体系的流变行为和发泡行为。结果表明，PTFE含量为0.5 %时显著提高了Sc晶的含量；Sc晶的形成提高了熔体强度，促进了泡孔成核，有效改善了PLLA的发泡性能，形成了微纳复合泡孔。

关键词: 聚乳酸, 立构复合晶, 发泡

Abstract:

This paper focused on the effects of stereoscopic composite （Sc） crystals induced by PDLA on the popularity and foaming behavior of the PLLA/PDLA blends. Polytetrafluoroethylene （PTFE） was introduced into the blends as a synergist. The effect of PTFE on the formation of Sc crystals was investigated， and the rheological and foaming behaviors of the blends were also studied. The results indicated that the content of Sc crystals was significantly increased when 0.5 wt.% PTFE was incorporated. The formation of Sc crystals improved the melt strength， promotes the cell nucleation of the blends. This effectively improved the foaming performance of PLA， resulting in the formation of the micro/nano?sized composite cells.

Key words: poly（lactic acid）, stereoscopic composite crystal, foaming

中图分类号:

TQ 321

唐于婧, 王亚桥, 倪敬越, 王从龙, 王向东. 立构复合晶对聚乳酸发泡行为的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(8): 117-124.

TANG Yujing, WANG Yaqiao, NI Jingyue, WANG Conglong, WANG Xiangdong. Effect of Stereoscopic Composite Crystals on Foaming Behavior of PLA[J]. China Plastics, 2021, 35(8): 117-124.

图/表 14

样品编号	PLLA/份	PDLA/份	CE/份
CE5/PLLA	100	0	5
CE5/PLLA/PDLA5	95	5	5
CE5/PLLA/PDLA10	90	10	5
CE5/PLLA/PDLA15	85	15	5
CE5/PLLA/PDLA20	80	20	5

表1 配方

Tab.1 Formula

样品编号	PLLA/份	PDLA/份	CE/份	PTFE/份
CE5/PLLA/PDLA15/PTFE0.25	85	15	5	0.25
CE5/PLLA/PDLA15/PTFE0.5	85	10	5	0.50
CE5/PLLA/PDLA15/PTFE0.75	85	15	5	0.75
CE5/PLLA/PDLA15/PTFE1	85	15	5	1.00

表2 配方

Tab.2 Formula

图1 PLLA/PDLA复合材料的DSC曲线

Fig.1 DSC curves of PLLA / PDLA composites

样品	Sc晶熔融温度/℃	熔融焓/ J?g^-1	Sc结晶度/ %
PLLA/CE5	-	-	0
PLLA/CE5/PDLA5	214.72	5.71	6.4
PLLA/CE5/PDLA10	213.63	15.25	18.1
PLLA/CE5/PDLA15	222.89	19.13	24.0
PLLA/CE5/PDLA20	225.19	25.89	34.5

表3 PLLA/CE/PDLA共混物的Sc结晶度

Tab.3 Sc of the PLLA/CE/PDLA blends

图2 不同含量PDLA对PLLA流变性能的影响

Fig. 2 Effect of different content of PDLA on the rheological properties of PLLA

图3 PLLA/CE/PDLA泡沫的SEM照片

Fig.3 SEM images of PLLA/CE/PDLA foams

图4 PLLA/CE/PDLA泡沫的SEM照片

Fig.4 SEM images of PLLA/CE/PDLA foams

PDLA含量/ %	小泡孔密度/ ×10¹³个?cm^-3	大泡孔尺寸/ μm	小泡孔尺寸/ nm	发泡倍率
0	-	105.8	-	4.5
5	21.7	23.04	84.5	2.7
10	6.56	22.8	58.9	1.66
15	21.9	19.6	67.8	2.03
20	6.71	-	83.7	1.4

表4 泡孔尺寸与密度

Tab.4 Cell size and density

图5 PLLA/CE/PDLA/PTFE复合材料的DSC曲线

Fig.5 DSC curves of PLLA / CE/PDLA/ PTFE Composite

样品	熔融温度/℃	熔融焓/ J?g^-1	Sc结晶度/%
PLLA/CE5/PDLA15	216.69	18.08	22.7
PLLA/CE5/PDLA15/PTFE0.25	222.04	22.64	28.5
PLLA/CE5/PDLA10/PTFE0.5	223.12	23.45	29.5
PLLA/CE5/PDLA15/PTFE0.75	223.28	22.12	27.8
PLLA/CE5/PDLA20/PTFE1	223.73	20.62	25.99

表5 PLLA/CE/PDLA/PTFE共混物的Sc结晶度

Tab.5 Sc of the PLLA/CE/PDLA/PTFE blends

图6 PLLA/CE/PDLA/PTFE泡沫的SEM照片

Fig.6 SEM images of PLLA/CE/PDLA/PTFE foams

图7 PLLA/CE/PDLA/PTFE泡沫的SEM照片

Fig.7 SEM images of PLLA/CE/PDLA/PTFE foams

PTFE含量/%	大泡孔尺寸/μm	小泡孔尺寸/nm	发泡倍率
0	19.6	58.9	2.03
0.25	10.8	57.3	1.78
0.50	9.6	60.4	2.3
0.75	10.3	58.6	2.0
1.00	12.3	57.5	3.73

表6 发泡倍率与泡孔尺寸

Tab.6 Foaming ratio and cell size

图8 不同含量PTFE对PLLA/PDLA体系流变性能的影响

Fig.8 Effect of different content of PDLA on the rheological properties of PLLA/PDLA

参考文献 20

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