PLA与PPLDPE流变性能比较李艳东.pdf

  71 结构与性能 合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2014，31（2）：  CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS        PLA与PP，LDPE流变性能比较 李艳东，乔  辉，丁  筠，包宽亮 * （北京化工大学材料科学与工程学院，北京市 100029） 摘  要： 采用毛细管流变仪考察了温度、剪切速率、预热时间对聚乳酸（PLA）、聚丙烯（PP）、低密度聚乙 烯（LDPE）流变性能的影响。结果表明：PLA属切力变稀流体，在210 ℃ 时的非牛顿指数为0.68，而该温度下PP的 非牛顿指数为0.56，LDPE为0.49；在剪切速率为100~2 000 s-1时，PLA的黏流活化能为61.51~141.52 kJ/mol，PP为 14.6~31.92 kJ/mol，LDPE为13.89~36.47 kJ/mol；在低剪切速率时，增加预热时间不仅使PLA的黏度明显下降，而且 使其非牛顿指数和黏流活化能增加，当预热时间从150 s增加到300 s时，PLA在210 ℃ 的非牛顿指数从0.44增加到 0.68，剪切速率为100~5 000 s-1 的黏流活化能从32.99~91.67 kJ/mol增加到50.40~141.52 kJ/mol。 关键词： 聚乳酸  聚丙烯  低密度聚乙烯  流变性能 中图分类号： TQ 325    文献标识码： B    文章编号：  1002-1396（2014）02-0071-05 目前，废弃塑料的处理方式以填埋、焚烧、 性能，通过对比发现了PLA与PP，LDPE流变性能 回收再利用为主，但填埋、焚烧会造成二次污染， 的异同之处。 回收再利用也存在成本问题，且回收塑料的使用 性能大幅降低[1]。因此，生物降解材料的开发与 1 实验部分 应用越来越受到重视，其中以聚乳酸（PLA）的发 1.1 原料 展最为迅速。PLA是一种由乳酸单体直接缩聚或 PLA，3051D，美国 Natureworks LLC 公司生 丙交酯开环聚合制备的直链脂肪族聚酯[2]，其废 产。PP，M1600；LDPE，G811：均为韩国 LG LLC  弃物可生物降解为CO2和HO。PLA除可生物降解2 公司生产。 外，还具有良好的生物相容性、强度高等特点，在 1.2 仪器 医学领域应用广泛（如缝合线、骨结合部位固定 7030000型毛细管流变仪，长径比为20 ∶1，意 材料、组织缺损部位补强材料、药物缓释性载体 大利Ceast公司生产；DHG-9036A型干燥箱，荣丰 [3-6] 等） 。然而PLA材料也存在着一些性能缺陷（如  科学仪器有限公司生产。 脆性大、水敏性较高、抗冲击性能差等），使其 1.3 实验过程 应用受到限制。为解决这些问题，近年来，人们 PLA流变性能测试：实验前先将试样于80 ℃  开始对PLA做相应的改性处理，其中以共混改  干燥5 h。实验选取185，190，195，200 ℃，每一温 [7-9] 性 最为常见。PLA的共混有两类：一类为与其 度分别取剪切速率（）为100，800，1 200，2 000， γ 他生物降解材料共混，如PLA/热塑性淀粉[10]、PLA/ 5 000 s-1。因停留时间有可能影响流变性能，故实 聚丁二酸丁二酯[11] [12] 验中每一温度下分别取150，300 s预热以考察停 、PLA/ 聚乙二醇（PEG） ；另 一类是与传统的石油基材料共混，如PLA/聚乙烯 留时间对PLA流变性能的影响。 [13