中性缓冲盐的添加对聚乳酸降解性能的影响.pdf

浙江理工大学学报，第27卷，第2期，2010年3月 of Sci—Teeh JournalZhejiang University V01．27，No．2，Mar．2010 文章编号：1673—3851(2010)02—0198—05 中性缓冲盐的添加对聚乳酸降解性能的影响 叶伟。汪章婉，周文龙 (浙江理工大学材料与纺织学院，杭州310018) 摘要：研究中性缓冲剂的添加对聚乳酸薄膜材料耐降解性能的影响。经过95℃水浴加速水解实验、50℃干 热和湿热降解实验表明，添加中性缓冲盐的PLA薄膜材料，都可不同程度地获得耐水解性能，提高了聚乳酸薄膜材 料的强度保持率。WXRD分析表明，中性缓冲荆的添加并没有改变聚乳酸的微细结构。实验表明，中性缓冲剂的添 加可以在一定程度上减缓聚乳酸材料的水解速度，从而提高材料的耐降解性能。 关键词：聚乳酸；中性缓冲盐；薄膜；机械强度；强度保持 中图分类号：0631．31文献标识码：A 0引言 聚乳酸的生产可以摆脱高分子材料对石油等化石资源的依赖，其生产制造过程造成的环境负荷小，具有 良好的可堆肥性、生物降解性。降解产生的二氧化碳和水可以返回自然界，重新加入到植物的光合作用中， 从而使地球上的碳循环维持平衡。由此可见，聚乳酸能够满足可持续发展的要求。但是聚乳酸材料易降解， 伴随着降解强度损失很快，这就限制了聚乳酸的应用。有研究表明聚乳酸在降解介质中的降解速率呈如下 递减：碱液酸液去离子水缓冲液E1|。聚乳酸降解过程中，产生大量乳酸，乳酸对聚乳酸自身有很强的 催化作用，从而产生的乳酸会加速材料的降解[2]。虽然对聚乳酸材料的内部进行pH调控的研究在一些文 献中已经提出过[3-43，但是对于中性无机盐的添加对聚乳酸降解性能的研究还没有涉及过。本文研究了在聚 乳酸使用过程中的降解问题，通过溶液共混法将缓冲剂添加到聚乳酸中，从而来延缓聚乳酸材料降解速度， 增加材料的强度保持时间。 1 实验部分 1．1实验原料 (AR级，杭州高晶精细化工有限公司)、PEG-400(AR级，天津市科密欧试剂有限公司)。 1．2材料的制备 mL／15 12H。O：K2HPO。一2．6341)／水／四氢呋喃(o．4g／5 mL)溶液B。取一定量B溶液缓慢滴定到放在 恒温磁力搅拌器(85—2型)搅拌着的100mLA溶液中，这个方法可以很好地解决无机盐在聚乳酸中的分散 收稿日期：2009一05—22 基金项目：浙江省出国留学人员择优资助项目(0601250—D) 作者简介：叶伟(1984一)，男，浙江丽水人，硕士研究生，主要从事生态纺织材料及其制品的研究。 万方数据 第2期 叶伟等：中性缓冲盐的添加对聚乳酸降解性能的影响 199 空干燥3 (PLA4)。用同样方法制备无缓冲剂添加的材料为PLAl。制得的材料放在干燥器中备用。 1．3实验方法 000 加速水解实验[7]：将样品完全浸没于盛有去离子水的1mL玻璃杯内，玻璃杯放在95℃的电热恒温 振荡水槽(DKZ-450A型)中。处理一定的时间(O、1、3、5h和10h)取出，擦去样品表面残留水，而后放在干 燥器中干燥48h，取出后测试相关性能。 h，样 062 品记为PLAl一H和PLA2一H，另一组放入里面有一定量水(装有10L去离子水的表面积为1 cm2的塑料 容器)的50。C鼓风干燥箱湿热处理24h，处理样品记为PLAl—W和PLA2一W。然后放入干燥器中48h后取 出测试相关性能。 1．4厚度及拉伸测试 按GBl3022--1991标准在万能材料试验机(AG-I)上以50mm／min的拉伸速度测定薄膜强度。试样尺 mmX10 寸为150 mm的长方形。用纸张厚度测试仪(SUZ_4)测薄膜三