熱塑性彈性體是在包裝和家電應用中非常有用的材料。主要優點是他們順從于注塑,常見的用于制造小型和大型商業組成。成本高和較差的物理性能,如低的熱穩定性,是熱塑性彈性體的共同缺點。
聚(乳酸),聚乳酸,可以克服這些缺點。聚乳酸是一種可生物降解的脂肪族聚酯,是既生物可降解的和可再生:乳酸可以通過生物 ??質的微生物發酵來生產。然而,聚乳酸的物理性質,如它的脆性,使它不適合于許多包裝和電器應用。脆性可通過將一種低玻璃化轉變(可以提高? 克通過共混和共聚,)聚合物1,我們使用以改善PLA的彈性,拉伸強度,和可擴展的方法。
我們合成聚丙交酯- 嵌段通過與聚丙交酯-熔融擴鏈反應-聚(己二酸丁二醇酯),聚(酯-氨酯)(PLAEU)的熱塑性彈性體嵌段 -聚(己二酸丁二醇酯)嵌段,聚交酯(PBLA)和六亞甲基。二異氰酸酯(HDI)2,我們制備PBLA與L-丙交酯和聚(己二酸丁二醇酯)二醇(PBA二醇):見表1為合成的結果。
表1中。
開環聚合反應的L-丙交酯和PBA二醇的結果。


PLAEU表現出相分離的形態,其中一種組分(PBA)是非晶態的,而另一個(PLA)是結晶性的。軟鏈段賦予可恢復性和高彈性的聚合物,和硬鏈段賦予剛性(見圖1)。PLAEU的熱性能變化與PLA嵌段長度。在對比PBLA,差示掃描量熱法表明在結晶度的降低和熔融溫度(? 米),并在明顯增加? 克。此外,牛逼米 PLAEU的有對分子量和結晶方法有很強的依賴性。圖2(a)示出PLAEU的PBA塊由于缺乏熔化行為保持非晶態,而PLA嵌段具有其自身的熔融峰。PLAEU的吸熱峰稍微偏移到一個較低的溫度,而相比之下,PBLA。圖2(b)示出了? 克不同重均分子量的PLAEU1859的保持不變,由于在共聚物中的塊之間的獨立性。因為PBA塊在相對 ??低的反應溫度下,如145聚合的恒定程度° C時,PLA嵌段長度可以計算在PBA塊表示。3,4 L-丙交酯的轉化率可達約95%,接近但低于平衡的轉化率為96%。5
圖1。
PBA二醇的合成(步驟1),PBLA(步驟2),并PLAEU(步驟3)。PBA:聚(己二酸丁二醇酯)。PBLA:聚丙交酯 - 嵌段 - 聚(己二酸丁二醇酯) - 嵌段 - 聚乳酸。PLAEU:聚丙交酯 - 嵌段 - 聚(己二酸丁二醇酯),聚(酯 - 氨酯)。HDI:六亞甲基二異氰酸酯。


PLAEU的力學行為起到了主導作用。具體地,拉伸強度增加,伸長率下降的PLA嵌段伸長。我們歸咎于這些變化在機械行為的增加,PLA嵌段的結晶。從PLA-的以往報告該結果不同嵌段 -聚己內酯(PCL)的熱塑性聚(酯-氨酯),具有數均分子量550-6000Da的聚乳酸嵌段。6該聚合物精選約類似的極限拉伸強度。為30MPa,而不同的伸長率從1600年到100%6時捉襟見肘,PBA塊最初采用一個完全螺旋構象,沿拉伸方向取向,與減少系統的熵:聚合物鏈明顯拉長。晶體固定在解放軍鏈,阻礙了聚合物鏈之間明顯的下滑。經過外力釋放時,導向分子鏈恢復其原始狀態,系統的熵逐漸恢復。中國人民解放軍盤繞鏈晶體的限制增加了PLA嵌段拉長。因此,PLAEU結合高彈性,增強拉伸強度和優異的可擴展性。
PLAEU的拉伸強度變化范圍為6.61至24.41MPa,而伸長率從190到780%(見圖3)。因此,PLAEU的機械性能可以通過改變解放軍的長度比PBA的塊進行調節。我們歸咎于高,可回收彈性的硬軟段相分離的機制。
圖3。
PLAEU1217,PLAEU1859和PLAEU2443在25應力-應變曲線° C。
總之,我們已經合成,表現出優越的機械性能和熱性能的可再生的,可生物降解的聚乳酸為基礎的熱塑性彈性體。我們目前正在研究的微觀結構及聚乳酸基熱塑性彈性體的力學性能之間的關系。
任潔
材料科學與工程同濟大學納米與生物聚合材料學研究所
任潔獲得博士學位來自上海交通大學。
錢信忠
材料科學與工程同濟大學納米與生物聚合材料學研究所
錢信忠從同濟大學獲得了ME在材料科學與工程2009年。主要研究興趣是聚(乳酸)為基礎的熱塑性彈性體。
勤豐汪
材料科學研究所納米和生物聚合材料學與工程同濟大學
勤豐王從同濟大學獲得博士學位在材料科學與工程。要研究興趣包括聚乳酸共聚物和高分子量聚乳酸的合成。


