聚丙二醇二縮水甘油醚-檸檬酸共聚酯增塑聚乳酸的研究

朱麒霏, 徐 璐, 張 臣, 陸 沖, 程樹軍

(華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海 200237)

聚丙二醇二縮水甘油醚-檸檬酸共聚酯增塑聚乳酸的研究

朱麒霏, 徐 璐, 張 臣, 陸 沖, 程樹軍

(華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海 200237)

通過聚丙二醇二縮水甘油醚和聚丙二醇與檸檬酸反應(yīng)分別制備了聚丙二醇二縮水甘油醚-檸檬酸共聚酯(PPGDECA)和聚丙二醇-檸檬酸共聚酯(PPGCA),并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。進(jìn)一步通過熔融共混制備了兩者與聚乳酸(PLA)的共混物。結(jié)果表明,當(dāng)PPGDECA質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于10%時,其在基體內(nèi)分散均勻；反之,則其在基體內(nèi)的分散程度較差,力學(xué)性能下降。兩種共聚酯對比研究結(jié)果表明:PPGDECA具有更高的增塑效率,共混物的強度和模量更高,同時在不同環(huán)境中的滲出率更小,其綜合性能優(yōu)于PPGCA。

聚乳酸; 共聚酯; 共混; 力學(xué)性能; 滲出率

近年來,化石能源消耗量的增加以及環(huán)境問題的日益突出,迎來了基于可再生資源的生物可降解聚合物工業(yè)化生產(chǎn)的新機遇,因此這類生物聚合材料的應(yīng)用也隨之迅速增長[1]。脂肪族聚酯是生物可降解聚合物中的一個重要的組成部分,而聚乳酸(PLA)正是其中最熟知的聚合物[2-3]。

聚乳酸是一種可降解、可回收、可堆肥化的環(huán)境友好型材料,它可以從可再生資源(如玉米、小麥、大米等)中獲得[4]。聚乳酸具有高模量、高強度、熱塑性、高透明度、良好的生物相容性、無毒、無致癌性等特性,在生物醫(yī)學(xué)、食品包裝等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用[5-7]。然而，聚乳酸同時也是一種低韌性的硬脆性塑料,一定程度上限制了其應(yīng)用[8-9]。諸多研究已經(jīng)表明添加增塑劑是改善聚乳酸脆性的有效手段[10]。其中,檸檬酸酯類增塑劑是一類被FDA批準(zhǔn)的無毒、環(huán)保、降解性能優(yōu)良的增塑劑,沒有諸如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)等因具有毒性而無法在食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域應(yīng)用的問題[11-12]。此外,塑料中的增塑劑隨著時間的推移能以滲出、溶出、揮發(fā)等方式遷移到制品表面或與其接觸的介質(zhì)以及環(huán)境中,這會導(dǎo)致塑料的性能下降以及對環(huán)境和接觸物的污染[13]。

本研究從檸檬酸(CA)、聚1,2丙二醇二縮水甘油醚(PPGDE)出發(fā)制備了新型檸檬酸基聚醚酯PPGDECA,并與分子結(jié)構(gòu)相近的聚丙二醇-檸檬酸酯(PPGCA)對比,分別研究了二者與聚乳酸共混物的滲出性和力學(xué)性能。

1 實驗部分

1.1 原料與試劑

聚乳酸:4032D,美國NatureWorks公司;聚丙二醇二縮水甘油醚(Mn=640)、聚丙二醇(Mn=600)、無水檸檬酸(分析純):上海阿拉丁生化科技有限公司。

1.2 儀器及設(shè)備

核磁共振儀:Bruker AVANCE Ⅲ 400 MHz型,德國Bruker公司;紅外光譜儀:Nicolet 5700型,美國Thermo Fisher公司;凝膠滲透色譜儀:Waters 1515型,美國Waters公司;掃描電子顯微鏡:S-3400N型,日本Hitachi公司;萬能拉力試驗機:CMT2203,深圳市新三思材料檢測有限公司;懸臂梁沖擊試驗機:CEAST 9050型,意大利CEAST公司;轉(zhuǎn)矩流變儀:XSS300型,上?？苿?chuàng)橡塑機械設(shè)備有限公司;平板硫化機:BL-6170-A-25J型,東莞市寶輪精密檢測儀器有限公司;差示掃描量熱儀:DSC2910型,美國TA公司。

1.3 實驗內(nèi)容

1.3.1 PPGCA和PPGDECA的制備 聚丙二醇-檸檬酸酯(PPGCA)的制備方法參照文獻(xiàn)[7,14],另外,以w=0.5%的鈦酸四丁酯作酯交換催化劑,控制縮聚溫度為170 ℃、縮聚時間為220 min左右。

聚丙二醇二縮水甘油醚-檸檬酸酯(PPGDECA)的制備方法:將PPGDE和CA按1∶1的物質(zhì)的量之比加入到裝有溫度計和冷凝管的三口燒瓶中,將裝置在磁力攪拌、氮氣保護(hù)、冷凝回流、無催化劑條件下置于150 ℃油浴鍋內(nèi)加熱熔融反應(yīng),反應(yīng)230 min后冷卻至室溫以終止反應(yīng),取出產(chǎn)物PPGDECA。在無催化劑條件下,開環(huán)選擇性差,羧酸作為親核試劑可進(jìn)攻環(huán)氧基上的不同碳原子以使環(huán)氧基開環(huán)酯化[15],PPGDECA可能具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)。

圖1 PPGDECA的結(jié)構(gòu)式(R為氫原子或者聚合物鏈)

1.3.2 共聚酯的提純 將PPGDECA浸泡于5倍質(zhì)量的蒸餾水中,于室溫下放置5 d,定期攪拌,每隔1 d傾去上層清液,并補充相應(yīng)體積的蒸餾水。用二氯甲烷溶解最后一次傾去蒸餾水后的聚合物,用分液漏斗分液并將含有PPGDECA的二氯甲烷溶液置于室溫下?lián)]發(fā)掉大部分溶劑,再移至真空烘箱中于50 ℃抽真空條件下處理12 h以除凈殘余的水分和二氯甲烷,取出聚合物并密封保存待用。

PPGCA的提純采用沉淀法。將PPGCA的二氯甲烷溶液緩慢滴入大量冷甲醇中得到PPGCA的沉淀物,重復(fù)此操作5次后將沉淀物移至真空烘箱中于50 ℃抽真空條件下處理12 h以除凈殘余的甲醇和二氯甲烷。

1.3.3 共混物的制備 采用轉(zhuǎn)矩流變儀共混制備PLA/PPGCA、PLA/PPGDECA共混物,PPGCA或PPGDECA在共混物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、3%、5%、7%、10%、15%和20%，共混溫度為180 ℃,轉(zhuǎn)速為100 r/min,共混時間為6 min。

使用平板硫化機于180 ℃下將共混物模壓成厚度為1 mm的片材。

1.4 表征與測試

紅外光譜:采用薄膜法制樣測定PPGDE和PPGDECA的FT-IR譜圖。采用溴化鉀壓片法制樣測定CA的FT-IR譜圖。

核磁共振氫譜:以四甲基硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo)物，以氘代氯仿(CDCl3)為溶劑,室溫下測定PPGDE和PPGDECA的1H-NMR譜圖；以氘代水(D2O)為溶劑,室溫下測定CA的1H-NMR譜圖。

凝膠滲透色譜:以聚苯乙烯為標(biāo)樣、四氫呋喃為流動相分別測定PPGDECA和PPGCA的相對分子質(zhì)量及其分布。

形貌觀測:使用掃描電子顯微鏡觀測樣品真空鍍金后的液氮脆斷面形貌。

熱性能:用差示掃描量熱儀測定共混物的DSC曲線,樣品約10 mg,測試溫度0～200 ℃,升溫速率10 ℃/min,使用消除熱歷史后第2次升溫過程的DSC曲線。

力學(xué)性能:按照GB/T 1040-2006進(jìn)行拉伸性能測試,試樣標(biāo)距25 mm,拉伸速率10 mm/min。按照ISO180進(jìn)行Izod缺口沖擊強度測試。

熱制滲出:取增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%的PLA/PPGCA和PLA/PPGDECA共混物作對比研究。依據(jù)ISO177-1988,將同一個共混物片材裁取3片60 mm×40 mm的測試樣品,置于干燥器中4 h后稱得質(zhì)量為m1,測試樣品置于100 ℃烘箱中，保持不同恒溫時間后取出，置于干燥器中冷卻至室溫后稱得樣品質(zhì)量為m2。按式(1)計算熱制滲出率(Mh):

(1)

溶制滲出:取增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%的PLA/PPGCA和PLA/PPGDECA共混物作對比研究。按照ISO175-1999,將質(zhì)量為m3的樣品分別在室溫下浸泡于不同溶劑(去離子水、w=10%的乙醇溶液和異辛烷)中,經(jīng)過不同時間后取出樣品并擦干,置于干燥器中干燥6 h后稱得樣品質(zhì)量為m4。按式(2)計算溶制滲出率(Ms):

(2)

2 結(jié)果與討論

2.1 PPGDECA的FT-IR表征

圖2所示為CA、PPGDE、PPGDECA的紅外譜圖。與PPGDE的紅外吸收曲線相比,PPGDECA在1 740 cm-1處出現(xiàn)羰基的伸縮振動吸收峰,說明CA和PPGDE發(fā)生了酯化反應(yīng)。與CA和PPGDE相比,PPGDECA在3 465 cm-1處羥基特征吸收峰增強變寬,說明PPGDECA中含有更多的羥基。與PPGDE相同的是PPGDECA在910 cm-1處仍出現(xiàn)環(huán)氧基特征吸收峰,說明PPGDECA聚合物分子仍帶有環(huán)氧基團(tuán)。

圖2 CA、PPGDE和PPGDECA的FT-IR譜圖

2.2 PPGDECA的1H-NMR表征

圖3所示為CA 、PPGDE和PPGDECA的核磁共振氫譜。圖3(a)中,δ為2.7～3.0處對應(yīng)CA分子中亞甲基上的氫原子吸收峰。圖3(b)中,δ=2.62與δ=2.79處分別對應(yīng)環(huán)氧基上次甲基氫原子和亞甲基氫原子,δ=1.15處為甲基上氫原子的吸收峰,PPGDE分子鏈上亞甲基和次甲基上氫原子吸收峰位于δ為3.0～4.0區(qū)域。除圖1所示結(jié)構(gòu)外,部分檸檬酸分子上的羥基以及PPGDECA分子鏈側(cè)羥基都可進(jìn)一步與羧基發(fā)生脫水酯化反應(yīng),可能形成圖3(c)所示的S1～S5 5種不同的結(jié)構(gòu),其中S2、S4結(jié)構(gòu)中的羥基與環(huán)氧基開環(huán)加成反應(yīng)可分別形成S1、S3兩種結(jié)構(gòu),S2、S4結(jié)構(gòu)中的羥基與羧基脫水酯化可形成S5結(jié)構(gòu)。與圖3(b)相比,圖3(c)中δ為4.0～5.5區(qū)域出現(xiàn)新的質(zhì)子吸收峰。其中,δ=4.68處吸收峰歸屬于S1結(jié)構(gòu)中A位氫原子。A、A*位氫原子吸收峰面積之和大于B、B*位氫原子吸收峰面積之和,說明此聚合反應(yīng)中羧基更傾向于進(jìn)攻環(huán)氧基上次甲基碳原子而形成較多的S2結(jié)構(gòu)和較少的S4結(jié)構(gòu)。δ=5.06處的吸收峰證明了S5結(jié)構(gòu)存在于聚合物分子中。圖3(c)中δ為2.75～3.0處為聚合物中CA單元上亞甲基上氫原子的吸收峰。

對單體和聚合物的以上表征和分析結(jié)果,證明成功合成了PPGDECA。

2.3 共聚酯的相對分子質(zhì)量及其分布

增塑劑的相對分子質(zhì)量對其增塑性能以及其與PLA的共混物的力學(xué)性能有重要影響。由表1可見,PPGCA與PPGDECA的數(shù)均相對分子質(zhì)量和重均相對分子質(zhì)量均處于同一水平。PPGCA與PPGDECA的相對分子質(zhì)量分布系數(shù)(PDI)分別為2.32和2.41,這是因為反應(yīng)后期體系黏度較高,反應(yīng)不均一而導(dǎo)致相對分子質(zhì)量分布變寬。表1數(shù)據(jù)也表明,通過嚴(yán)格控制反應(yīng)時間,可以制備出相對分子質(zhì)量及其分布較為相近的兩種增塑劑,避免增塑劑相對分子質(zhì)量及其分布對增塑性能和共混物力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。

圖3 CA(a)、PPGDE(b)和PPGDECA(c)的1H-NMR譜圖

表1 PPGCA和PPGDECA的相對分子質(zhì)量及其分布

2.4 PLA/PPGDECA共混物的斷面形貌分析

圖4所示為PLA/PPGDECA共混物脆斷面的SEM圖。純PLA斷面較為平整光滑,而共混物呈兩相結(jié)構(gòu),部分PPGDECA在脆斷過程中被抽出而形成孔洞,這是因為PPGDECA與PLA是不完全相容體系。當(dāng)w(PPGDECA)≤7%時,共混物中PPGDECA分散情況較好,粒徑分布較為均勻,僅有少量較大尺寸的團(tuán)聚體;當(dāng)w(PPGDECA)>10%時,分布不均勻,形成團(tuán)聚體,w(PPGDECA)分別為15%和20%時尤為明顯。這可能是因為在密煉過程中,當(dāng)共混物中增塑劑PPGDECA含量較低時，PPGDECA在剪切力作用下可以實現(xiàn)均勻分散,而在同樣的剪切力作用下PPGDECA含量較高的共混物中粒子之間碰撞的概率增大,更容易導(dǎo)致團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生,最終團(tuán)聚和解團(tuán)聚過程可能形成一個平衡;由于共混和模壓成型需要在180 ℃的高溫條件下熔融加工而成,PPGDECA中未反應(yīng)的環(huán)氧基團(tuán)可能繼續(xù)參與反應(yīng),從而形成不可熔交聯(lián)體,導(dǎo)致粒子分散性能變差。

2.5 共混物的熱性能分析

圖5所示為純PLA和PLA/PPGDECA共混物的DSC曲線。隨著PPGDECA在共混物中含量的增加,共混物的玻璃化溫度呈逐漸下降的趨勢。這是因為PPGDECA的加入使得PLA鏈段活動能力提高,可在更低溫度下發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變。

由式(3)計算共混物中PLA的結(jié)晶度(Xc),計算結(jié)果見表2。

(3)

圖4 PLA/PPGDECA共混物的脆斷面SEM圖

圖5 純PLA與PLA/PPGDECA共混物的DSC曲線

由表2可見，純PLA的結(jié)晶度為31.98%,隨著PPGDECA在共混物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,PLA的結(jié)晶度也相應(yīng)增加,當(dāng)w(PPGDECA)=20%時PLA結(jié)晶度為39.48%,這可能是因為PPGDECA的加入有利于PLA分子鏈段的運動遷移能力,促進(jìn)了PLA結(jié)晶的生長,提高了聚乳酸的結(jié)晶度[17-19]。在熔融共混過程中,PPGDECA的部分分子鏈端所帶的環(huán)氧基與PLA鏈端基反應(yīng),可形成以PPGDECA為核、聚乳酸分子鏈為分支的多支化聚乳酸,文獻(xiàn)報道這類多支化聚乳酸起到成核劑的作用而促進(jìn)基體聚乳酸結(jié)晶[20-21]。冷結(jié)晶溫度(Tc)呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,這可能是因為PPGDECA上少量未反應(yīng)的環(huán)氧基在加工過程中與聚乳酸分子鏈端基反應(yīng)而產(chǎn)生擴鏈效果,使冷結(jié)晶溫度變大,而隨著PPGDECA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,增塑效果占主導(dǎo)地位,促進(jìn)聚乳酸分子鏈的運動,提升了結(jié)晶能力,表現(xiàn)為冷結(jié)晶溫度降低。

圖5所示PLA及其共混物的DSC曲線均表現(xiàn)出雙熔融峰現(xiàn)象,這是由于聚乳酸中的晶體包含結(jié)晶完善程度較高(H)和較低(L)的兩部分,H晶體在升溫過程中不發(fā)生重結(jié)晶而形成一個較低溫度下的熔融峰,而L晶體在升溫過程中發(fā)生重結(jié)晶和重熔融,形成一個較高溫度下的熔融峰[22]。

表2 純PLA與PLA/PPGDECA共混物的DSC數(shù)據(jù)

2.6 共混物的力學(xué)性能分析

共混物力學(xué)性能如圖6所示。純PLA為硬脆型材料,彈性模量和拉伸強度均較高,分別達(dá)到1 650 MPa和68 MPa,而斷裂伸長率和沖擊強度均較低,分別為5%和4 kJ/m2。

隨著兩種增塑劑在共混物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,共混物的彈性模量和拉伸強度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,在增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5%時,PLA/PPGCA共混物的彈性模量與PLA/PPGDECA共混物相近；在增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于7%時,PLA/PPGDECA共混物的拉伸強度大于PLA/PPGCA共混物。當(dāng)共混物中增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%時,PLA/PPGDECA的彈性模量和拉伸強度分別下降至1 243 MPa和29.4 MPa,PLA/PPGCA的彈性模量和拉伸強度分別下降至1 102 MPa和21 MPa,這可能是有部分PPGDECA分子鏈端環(huán)氧基在加工過程中與基體聚乳酸分子鏈端基反應(yīng),產(chǎn)生擴鏈效果,提高了共混物抵抗彈性形變的能力。

隨著增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,斷裂伸長率和沖擊強度則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,PLA/PPGDECA共混物在w(PPGDECA)=5%時發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變,斷裂伸長率和沖擊強度分別為133%和7 kJ/m2,并且在w(PPGDECA)=7%時達(dá)到峰值,分別為245%和10 kJ/m2;PLA/PPGCA共混物在w(PPGCA)=7%時發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變,斷裂伸長率和沖擊強度分別為78%和5.5 kJ/m2,并且在w(PPGCA)=10%時達(dá)到峰值,分別為225%和9 kJ/m2,這說明PPGDECA的增塑效率比PPGCA更高。隨著增塑劑含量的進(jìn)一步增加,共混物的斷裂伸長率和沖擊強度反而下降,這與增塑劑在基體中的分散程度相關(guān),在較低含量時增塑劑能更均勻地分散在基體中,而含量較高時其分散程度較差。在拉伸和沖擊過程中,分散相粒子成為應(yīng)力集中體,不均勻的粒子大小分布和較差的形態(tài)規(guī)整性擴大了材料內(nèi)部應(yīng)力分布的不均勻性,導(dǎo)致局部應(yīng)力過度集中而破壞原有結(jié)構(gòu),促進(jìn)缺陷的產(chǎn)生,從而進(jìn)一步擴大了應(yīng)力集中的破壞性,降低了拉伸性能和沖擊性能。

由于聚合反應(yīng)中PPGDECA分子鏈上生成了較多羥基,PPGCA分子鏈上的羥基僅可能位于分子鏈端,故PPGDECA能與PLA基體形成更多的氫鍵,由于氫鍵具有飽和性,PPGDECA的加入減少了PLA分子間氫鍵的數(shù)量。因此,PPGDECA與PLA基體的相互作用更強,PPGDECA能更深入PLA鏈段之間,更有效地降低PLA分子鏈之間的作用力[23-24]。此外,由于PPGDECA與PLA基體的相互作用比PPGCA強,在材料受到拉伸作用時PPGDECA增塑的PLA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著更強的活動能力,使PLA分子長鏈沿拉伸方向伸直取向,物理交聯(lián)點在一定程度上也發(fā)生重組,使得沿應(yīng)力方向需要破壞的化學(xué)鍵以及分子間氫鍵更多[24],這可能解釋了當(dāng)增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%或7%時,PPGDECA增塑的PLA共混物表現(xiàn)出更高的斷裂伸長率和沖擊強度的原因,即PPGDECA增塑效率高于PPGCA,以及當(dāng)增塑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于7%時PLA/PPGDECA共混物的彈性模量和拉伸強度均大于PLA/PPGCA共混物的原因。

圖6 共混物的力學(xué)性能

2.7 增塑劑的滲出性

在高溫下,塑料中的增塑劑能逐漸遷移至塑料表面,發(fā)生高溫滲出。如圖7(a),在100 ℃加熱條件下,兩種增塑劑的滲出率均隨加熱時間的增加而增大,但由于這兩種增塑劑相對分子質(zhì)量比常見小分子增塑劑要大得多,總體上兩者的滲出率都不高。在加熱30 h后PPGCA滲出率為0.65%，而PPGDECA的滲出率僅為0.35%。在相同加熱時間下，PPGDECA的滲出率小于PPGCA,并且隨加熱時間的增加PPGDECA的滲出率變化不大，而PPGCA的滲出率則逐漸增加。

如圖7(b)和圖7(c)所示，在去離子水和φ=10%乙醇溶液中,1～3 d時PPGDECA的滲出率高于PPGCA,這是因為PPGDECA分子比PPGCA分子有更多的羥基,親水性更好,利于溶劑滲透;之后7 d滲出率變化不大,而PPGCA的滲出率則呈逐漸增大的趨勢,但是隨浸泡時間的增加滲出速率有所變緩。浸泡10 d后,水浸泡導(dǎo)致的PPGCA滲出率為0.67%，而PPGDECA滲出率僅為0.53%；乙醇水溶液浸泡導(dǎo)致的PPGCA滲出率為0.68%，而PPGDECA滲出率僅為0.57%。

如圖7(d)所示，在異辛烷溶劑中,2種增塑劑均表現(xiàn)為第1天即達(dá)到較大的滲出率,且滲出率隨浸泡時間增加變化不大,PPGCA最終滲出率達(dá)到0.80%，而PPGDECA滲出率僅為0.59%。

由以上分析可知,在不同環(huán)境中PPGDECA比PPGCA有更好的抗?jié)B出性能,這可能是因為PPGDECA上少量未反應(yīng)的環(huán)氧基團(tuán)在熱加工過程中與PLA的端基發(fā)生反應(yīng),將PPGDECA分子“固定”在基體內(nèi),提高了其抗?jié)B出性。

圖7 增塑劑在不同條件下的滲出率

3 結(jié) 論

(1) 成功合成了新型聚酯PPGDECA，并通過1H-NMR和FT-IR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,證明其主要為支化和線性聚酯的混合物,且少部分鏈端仍保留有環(huán)氧基。

(2) PLA與PPGDECA的共混物呈兩相結(jié)構(gòu)。較低含量的PPGDECA在基體中的分散性較好,而較高含量的PPGDECA會發(fā)生粒子間的融合、團(tuán)聚,導(dǎo)致分散性變差。PPGDECA的加入提升了PLA分子鏈的運動能力,也可能起到成核劑的作用,提高了PLA的結(jié)晶度。

(3) 相對分子質(zhì)量及其分布相近的PPGDECA和PPGCA均能有效增韌聚乳酸。當(dāng)PPGCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時，其與PLA的共混物的斷裂伸長率和沖擊強度分別為225%和9 kJ/m2;而當(dāng)PPGDECA質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為7%時即可達(dá)到相近效果,斷裂伸長率和沖擊強度分別為245%和10 kJ/m2,PPGDECA的增塑效果比PPGCA更佳。

(4) 滲出性測試表明,不同環(huán)境下PPGCA最終滲出率均在0.6%以上，而PPGDECA最終滲出率均在0.6%以下,因此，PPGDECA抗?jié)B出性優(yōu)于PPGCA。

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Plastification of Polypropylene Glycol Diglycidyl Ether-co-Citric Acid Copolyester on Polylactide

ZHU Qi-fei, XU Lu, ZHANG Chen, LU Chong, CHENG Shu-jun

(School of Materials Science and Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)

Polypropylene glycol diglycidyl ether-co-citric acid copolyester(PPGDECA) and polypropylene glycol-co-citric acid copolyester(PPGCA) were synthesized by the reaction of citric acid with polypropylene glycol diglycidyl ether and polypropylene glycol,respectively.Their structures were characterized.Their blends with polylactide(PLA) were prepared via melt blending.Experimental results showed that PPGDECA was well dispersed in PLA matrix when the mass fraction of PPGDECA was under 10%,while PPGDECA become badly dispersed with reduced mechanical properties when the mass fraction of PPGDECA was above 10%.Comparison of two copolymers showed that PPGDECA had higher plasticizing efficiency whose blends showed higher tensile strength,higher tensile modulus,lower migration rate,and better comprehensive performance than PPGCA.

polylactide; copolyester; blends; mechanical properties; migration rates

1006-3080(2017)01-0042-08

10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.01.007

2016-05-16

朱麒霏(1991-)，男,碩士生,研究方向為聚乳酸增韌改性。

程樹軍,E-mail:chshj2003@126.com

TQ322.9

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