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滑石粉、氧化鋅柱撐有機皂石復合填料對聚乳酸結晶及性能的影響

2014-12-26

聚乳酸是一種脂肪族聚酯類熱塑性材料,其主要合成原料來源于可再生農作物,是一種十分具有應用前景的高性能材料,近年來被廣泛應用在生物醫學、食品包裝、紡織工業以及工程塑料方面。,在實際生產過程中聚乳酸存在沖擊強度較低、性脆、熱變形溫度地、結晶速率慢、結晶周期較長等缺陷,這些缺陷在一定程度上都影響了聚乳酸的發展與應用。研究發現:少量無機層狀硅酸鹽可作為填料改性劑添加到聚乳酸基體中,不僅可以提高結晶速率,增強聚乳酸的結晶性能,還可以增強聚乳酸材料的熱穩定性和力學性能。

滑石粉是一種無極成核劑,但因其表面含有親水基因,具有較高的表面能,導致與疏水性的聚合物間的親和力較差,因而對滑石粉進行表面處理可提高滑石粉與聚合物的分散性與界面相容性。皂石是中國新疆所特有的三八面體結構的層狀硅酸鹽,其優異的表面性能、膨脹性能、陽離子交換能力而備受關注,將納米氯化鋅插層到皂石層間并用十六烷基三甲基溴化銨對其有機改性制備氧化鋅柱撐有機皂石。以氧化鋅柱撐有機皂石做為填料添加到聚乳酸材料中不僅能夠提高聚乳酸材料的性能,還可將納米氧化鋅的優異性能賦予材料中。

1)滑石粉經過十八烷基三甲基溴化銨預插層改性處理后,在9.42°的首衍射峰明顯減弱,并且向低角度區域平移,滑石粉層間距增大,同事由于表面改性滑石粉與聚乳酸基體的良好界面相容性,也有利于制備插層型聚乳酸基納米復合材料;

2)氧化鋅柱撐有機皂石被剝離形成納米級皂石片層,與改性滑石粉共同起到異相成核作用,復合材料PMTZ3的結晶度為43.0%,比Po提高了87.0%;

3)添加0.3份氧化鋅柱撐有機皂石時,材料的拉伸強度達到最大值40.3MPa,比純聚乳酸增加了約140.9%;復合材料的熱分解溫度達到357.79℃,比純聚乳酸提高了7.07℃;氧化鋅柱撐有機皂石與改性滑石粉的復合填料可有效提高聚乳酸基復合材料的力學性能及熱穩定性。


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