聚碳酸亚丙酯在膜制品中的应用

2020-12-16 11:22:46 IT

聚碳酸亚丙酯(PPC)具有良好的机械性能、优异的气体阻隔性和独特的生物降解性,以期在实际生活中得以应用。但是,PPC由于具有较低的玻璃化转变温度和热分解温度,加工条件比较苛刻,限制了实际的应用范围。因此,本文通过扩链反应和共混改性的方法,弥补PPC自身的缺陷。本文主要选择异氰酸酯型扩链剂进行扩链反应,选择聚对苯二甲酸己二酸丁二酯、聚乳酸和热塑性聚氨酯弹性体作为共混原料,并添加适量增塑的玉米淀粉,制备了性能优异的共混材料。

结果如下:

(1)扩链改性后的PPC的热稳定性和玻璃化转变温度大幅度提高。傅里叶变换红外光谱分析和核磁共振氢谱分析,结果表明,PPC发生了扩链反应;热失重分析结果表明,PPC的热稳定性明显提高,特别是,热失重5%的温度(T-5%)从167 oC提高至256 oC。

(2)通过熔融共混法,制备了聚碳酸亚丙酯/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯共混材料,当PPC为40 wt%时,共混物的强度和韧性都比较好。制备薄膜时,扩链剂的份数以1~2份为宜。实验结果,热失重分析表明,添加扩链剂可以进一步提高共混物的热稳定性;熔体流动速率结果表明,增加扩链剂,共混物的熔体流动速率值变小;力学性能结果,随着扩链剂份数的增加,共混物的拉伸强度逐渐增大,其断裂伸长率始终较高,在500%~800%范围内,薄膜的纵向拉伸强度大于其横向拉伸强度,横向撕裂强度大于其纵向撕裂强度。

(3)淀粉对共混物的性能影响比较大,与其含量密切相关。综合考虑,淀粉以20份为宜,制备薄膜时,扩链剂份数以2~4份为宜。实验结果,差示扫描量热分析结果表明,随着扩链剂份数的增加,聚乳酸的结晶度呈下降趋势;熔体流动速率结果表明,共混物的熔体流动速率随扩链剂份数的增加而减小,随增塑淀粉份数的增多而增大;添加淀粉的共混物薄膜的纵向和横向拉伸强度随扩链剂份数增加而增大,其横向撕裂强度明显增强;淀粉共混物薄膜的吸水性和降解性能提高;扫描电子显微镜照片显示,淀粉均匀分散在基体中,但是界面比较明显,添加扩链剂后,界面变得模糊。

(4)对于聚碳酸亚丙酯/聚氨酯共混材料,简单的熔融共混物性能较差,微观发生相分离,添加扩链剂可以提高共混物的强度和热性能。制备薄膜时,扩链剂的份数以1~2份为宜。实验结果表明,动态力学性能分析显示,随着PPC份数的增加,共混物的储能模量呈增大趋势,添加扩链剂后,共混物的储能模量进一步提高;热失重分析显示,添加扩链剂有利于提高共混物的热稳定性;随扩链剂份数的增加,共混物的维卡软化点逐渐增大,而熔体流动速率呈下降趋势;该共混物薄膜的纵向拉伸强度比横向拉伸强度高,横向撕裂强度比纵向撕裂强度高;薄膜的热收缩性比较好,纵向收缩率大于横向收缩率。

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