聚左旋乳酸-聚氧化乙烯共混物的拉伸行为及结构转变.pdfVIP

V01．34 高等学校化学学报 No．5 2013年5月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 1288～1294 聚左旋乳酸／聚氧化乙烯共混物的 拉伸行为及结构转变 熊祖江1，张秀芹2，刘国明1，赵莹1，王 锐2，王笃金1 (1．中国科学院化学研究所，北京分子科学国家实验室，工程塑料院重点实验室，北京100190； 2．北京服装学院材料科学与工程学院，服装材料研究开发与评价北京市重点实验室，北京100029) 摘要采用熔融共混方法制备了聚左旋乳酸(PuA)和超高分子量聚氧化乙烯(PEO)共混物，通过差示扫描 同温度下PuA拉伸行为及拉伸过程中微观结构变化的影响．结果表明，PLLA／PEO共混物为非均相体系， PEO粒子均匀分布在PuA中形成两相结构．PEO的加入能够显著降低PuA的玻璃化转变温度(t)，在 25—60℃范围内显著提高PuA的拉伸性能．在60℃拉伸时，PEO的加入提高了PuA在拉伸过程中的结 晶和形变能力．在80℃拉伸时，共混物的拉伸断裂伸长率下降，但共混物的结晶速度仍高于纯PuA样品． 关键词聚左旋乳酸；超高分子量聚氧化乙烯；拉伸性能；结晶 中图分类号0631 文献标志码A 聚左旋乳酸(PuA)作为可生物降解和生物相容热塑性材料，具有良好的环境友好性，可应用于 生物医学、复合材料、纺织品、薄膜和结构材料等¨qJ．但PuA具有断裂伸长率小及脆的缺点，限制 了其应用．共混改性是一种实用且经济的改善PuA脆性的方法H17|．聚氧化乙烯(PEO)是一种亲水 性和生物相容性高聚物，具有柔性分子链，能够显著提高PuA的断裂伸长率、柔韧性、亲水性和降解 性能，是有效的PLLA增韧剂．同时，添加少量的PEO能够显著提高PLLA的结晶速率，是理想的聚乳 断裂伸长率超过了500％．同时，PEO还可以增加共混物的亲水性． PLLA是半结晶聚合物，其力学性能与外场作用下形成的结晶和取向结构密切相关．拉伸过程经 常被用来调控半结晶聚合物的微观结构，从而提高材料最终的力学性能¨3-16]．Kawakami等¨纠发现， 玻璃化转变温度(t)附近拉伸能诱导PET介晶相和三斜晶的形成．Zuo等¨纠探讨了温度对等规聚丙 烯(iPP)结构转变影响，发现低温拉伸时主要形成取向的介晶相，而高温拉伸则以取向的a晶为主，这 种取向的a晶有利于提高材料的稳定性和力学性能．许多人研究了PuA在拉伸过程中的结构形成和 转变¨卜川．Stoclet等Ⅲ’18o发现，在拉伸温度低于70℃时，拉伸能够诱导无定形的PLLA形成介晶相； 拉伸温度为80℃左右时，介晶相和结晶相共存；当拉伸温度提高至90℃时，只形成结晶相．Turner 等Ⅲ1发现，在t附近拉伸PuA，其结晶度首先随着拉伸倍数增加而增大，而当拉伸倍数高于4．0后 结晶度则有所下降．研究发现，拉伸温度和拉伸应变是影响聚合物拉伸过程中微观结构转变的两个重 要因素，为PI．IA材料的成型加工提供重要的指导． 道，而纯PLLA拉伸行为的研究结果表明，在温度和应力作用下，其微观结构会发生丰富的转变并影 响材料最终的性能．因此，本文以PuA及PLLA／PEO共混物为研究对象，探讨了拉伸温度、拉伸应变 和PEO的加入对PuA拉伸行为的影响，以期为韧性PuA材料的开发提供理论指导． 收稿日期：2012-10-11． 号：NCET一124)601)和北京市教委重点基金(批准号：KZ201310012014)资助． 联系人简介：张秀芹，女，副教授，主要从事生物降解高分子材料研究．E-mail：clyzxq@bift．edu．cn 万方数据 熊祖江等：聚左旋乳彰聚氧化乙烯共混物的拉伸行为及结构转变 1 实验部分 1．1材料与仪器 率均为10。C／rain；英国Linkam公司佟T 日本电子公司JSM-6700F型扫描电子显微镜． 1．2样品制备 Rheomix 将一定量的PLLA及PIAA／PEO(质量比90：10)共混物分别在密炼