聚乳酸(PLA)/納米黏土復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑
通過(guò)熔融共混的方法制備了聚乳酸(PLA)/納米黏土復(fù)合材料,并使用多環(huán)氧基團(tuán)化合物作為聚乳酸(PLA)/納米黏土復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行擴(kuò)鏈。
探討了聚乳酸(PLA)/納米黏土復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑含量對(duì)于PLA/納米黏土復(fù)合材料的結(jié)晶和流變性能的影響。然后將擴(kuò)鏈PLA/納米黏土復(fù)合材料利用超臨界CO2進(jìn)行發(fā)泡,并表征泡孔結(jié)構(gòu)。
結(jié)果表明,聚乳酸(PLA)/納米黏土復(fù)合材料擴(kuò)鏈劑能夠顯著改善復(fù)合材料的流變和結(jié)晶性能,從而影響其可發(fā)性;復(fù)合材料的熔體彈性隨著擴(kuò)鏈劑含量的增加而提高,同時(shí)結(jié)晶成核點(diǎn)也因?yàn)榧{米黏土和支化結(jié)構(gòu)的存在而得到提高;由于流變和結(jié)晶性能的提高使得復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)也得到了顯著改善。
目前,國(guó)際上對(duì)可生物降解且具有良好經(jīng)濟(jì)性的聚合物材料越來(lái)越重視,合成脂肪族聚酯由于其生物降解性和經(jīng)濟(jì)性,已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一,而熱塑性脂肪族聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因具有良好的熱穩(wěn)定性和可得到高分子量的產(chǎn)品而受到青睞。
PBS具有良好的生物相容性和生物可吸收性,在使用過(guò)程中性能穩(wěn)定,使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環(huán)境下被微生物或動(dòng)植物體內(nèi)的酶分解,最終產(chǎn)物為二氧化碳和水。但由于相對(duì)分子質(zhì)量低,特性黏數(shù)低,熔體流動(dòng)速率高,在實(shí)際加工時(shí)不易用流延、吹塑等工藝進(jìn)行成型加工,這大大阻礙了它的應(yīng)用.由于含有端羥基和端羧基,可以尋找一種合適的小分子擴(kuò)鏈劑來(lái)達(dá)到增黏改性的目的。
目前對(duì)聚酯擴(kuò)鏈常用的擴(kuò)鏈劑有環(huán)氧類(lèi)、異氰酸類(lèi)和酸酐類(lèi)等.現(xiàn)采用一種新型小分子擴(kuò)鏈劑ADR-4370對(duì)PBS進(jìn)行擴(kuò)鏈,每個(gè)ADR-4370分子上有9個(gè)活性基團(tuán)環(huán)氧基,可以和熱塑性工程塑料的反應(yīng)基團(tuán)(羥基、羧基、氨基、硫醚基)發(fā)生鏈接反應(yīng),提高其特性黏度,增大分子量和增大熔融強(qiáng)度,增強(qiáng)薄膜機(jī)械性能,提高樹(shù)脂反應(yīng)效率,改善沖擊和機(jī)械性能等。
PBS;ADR- 4370;TDI;BOZ.雙螺桿擠出機(jī),TSE-35A/400-32-1;注射機(jī), NG120-A;烘箱, 401A;電子天平,H10KS;微機(jī)萬(wàn)能控制電子實(shí)驗(yàn)機(jī),RGL-30A;懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī),XJV-22;熔融指數(shù)儀, HT-9431;轉(zhuǎn)矩流變儀,XSS-300。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹(shù)脂(EP)固化劑。能改善制品的機(jī)械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機(jī)合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機(jī)合成的中間體及聚脲樹(shù)脂固化劑。
將小分子擴(kuò)鏈劑與PBS均勻混合,通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,用注射機(jī)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條,進(jìn)行性能檢測(cè). 拉伸試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):GB/T1040- 1992;缺口沖擊試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):GB1043-1993;熔融指數(shù)(MI):150℃,2.16kg,MI(g/10min)= 稱出的質(zhì)量(g)×600設(shè)定切料時(shí)間(s) 流變性能測(cè)定:150℃, 50r/min;維卡軟化點(diǎn):Jis-K6742GB/T1633-200,樣品10mm×10mm×4mm,加溫速率120℃/h,變形1.000mm。
為確定小分子擴(kuò)鏈劑ADR-4370的活性基團(tuán),采用 紅外對(duì)其進(jìn)行表征,結(jié)果如圖1所示.在1728cm-1處出現(xiàn)強(qiáng)烈的共軛羰基吸收峰,在1255cm-1、 909cm-1、761cm-1處有環(huán)氧基3個(gè)吸收峰,綜上所述,ADR-4370是一種含有多個(gè)環(huán)氧基的擴(kuò)鏈劑。
朱延安等將環(huán)氧樹(shù)脂作為大分子擴(kuò)鏈劑合成了水性聚氨酯分散體,研究表明當(dāng)溫度較高時(shí),活潑的環(huán)氧基會(huì)與一NCO基發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),在提高乳膠膜的機(jī)械性能的同時(shí),也增加了膠膜的耐水性。
大分子擴(kuò)鏈劑環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征,由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán),使它們可與多種類(lèi)型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。大分子擴(kuò)鏈劑環(huán)氧樹(shù)脂具有高模量、高強(qiáng)度和耐化學(xué)性,可與水性聚氨酯交聯(lián)以提高水性聚氨酯乳液的綜合性能。
環(huán)氧樹(shù)脂作為綜合性能優(yōu)異的熱固性樹(shù)脂,通常使用胺類(lèi)和酸酐類(lèi)固化劑加熱得到固化交聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)物,人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出眾多的酸酐類(lèi)固化劑,由于酸酐固化環(huán)氧樹(shù)脂需要較高的固化溫度和較長(zhǎng)的固化時(shí)間,就需要向體系中添加環(huán)氧潛伏性促進(jìn)劑,不斷有新的材料被人們發(fā)現(xiàn)、改進(jìn)而成為固化促進(jìn)劑“潛力品種”。
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