【摘 要】
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聚乳酸（PLA）是一种热塑性聚酯,具有生物可降解、生物相容和强度高等优点,但PLA的脆性较大,极大的限制了其在某些领域中的应用。为解决这一问题,需要对PLA进行增韧改性。本论文以三嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸丁酯-聚甲基丙烯酸甲酯（MAM）弹性体作为增韧剂来改善PLA的韧性。选用两种不同结构PLA作为基体,四种不同分子量MAM作为增韧剂,通过熔融共混制备了PLA/MAM共混物,并利用差示扫
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聚乳酸（PLA）是一种热塑性聚酯,具有生物可降解、生物相容和强度高等优点,但PLA的脆性较大,极大的限制了其在某些领域中的应用。为解决这一问题,需要对PLA进行增韧改性。本论文以三嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸丁酯-聚甲基丙烯酸甲酯（MAM）弹性体作为增韧剂来改善PLA的韧性。选用两种不同结构PLA作为基体,四种不同分子量MAM作为增韧剂,通过熔融共混制备了PLA/MAM共混物,并利用差示扫描量热仪（DSC）、动态热机械分析仪（DMA）、旋转流变仪（RHE）、扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）等对共混体系的结构和性能进行分析和表征,具体实验研究结果如下。（1）选用PLA2003D和PLA4032D两种不同结构的聚乳酸为基体,研究了基体性质对增韧作用的影响。研究结果表明:MAM M3对PLA2003D和PLA4032D均有增韧作用,且PLA4032D/MAM M3共混物韧性更好,当MAM M3含量为20wt%时,PLA4032D/MAM M3共混物的冲击强度为20k J/m~2,是纯PLA4032D的约7倍,比PLA2003D/MAM M3共混物大2.4k J/m~2。根据SEM的结果可知,MAM M3在PLA4032D/MAM M3共混物和PLA2003D/MAM M3共混物中的分散相粒子尺寸相差较小。DSC测试表明,PLA4032D比PLA2003D具有更高的结晶度,且与MAM M3共混后PLA4032D中仍含有结晶相,而PLA2003D则变为无定形。因此,基体的结晶性能可能是影响增韧效果的重要因素。（2）采用组成相同、分子量不同的嵌段共聚物MAM与PLA4032D共混,研究弹性体分子量对共混物性能的影响。研究结果表明:随MAM分子量增大,PLA/MAM共混物的韧性增强。分子量较大的MAM M3与PLA4032D共混物的冲击强度是分子量较小的MAM M1与PLA4032D共混物的10倍。PLA4032D/MAM M3共混物的断裂伸长率是PLA4032D/MAM M1共混物的4倍左右。DSC和DMA测试结果表明,PLA4032D与分子量不同的三种MAM均具有一定的相容性,且与MAM M3的相容性更好。SEM图像表明,分子量较高的MAM M3在共混物中分散相粒子尺寸较小,分子量较低的MAM M1在共混物中分散相粒子尺寸较大。弹性体在基体中分散状况越好,共混物力学性能越好,说明良好的分散是影响共混物性能的主要因素。（3）选用结构不同的两种MAM嵌段共聚物与PLA4032D共混,研究弹性体极性对PLA/MAM共混物性能的影响。研究结果表明:含有二甲基丙烯酰胺官能团的弹性体MAM M2N与PLA4032D相容性更好,更有利于改善PLA4032D的韧性,其共混物的冲击强度较大,最大值为13.1k J/m~2,是PLA4032D/MAM M2共混物的两倍左右。且PLA4032D/MAM M2N共混物的断裂伸长率是PLA4032D/MAM M2共混物的2倍。FTIR发现,二甲基丙烯酰胺能够与PLA4032D发生反应。SEM结果表明,含有二甲基丙烯酰胺官能团的弹性体在共混体系中的分散更均匀、粒径更小。因此,二甲基丙烯酰胺官能团的存在有利于提高MAM与PLA4032D的相容性,改善基体的韧性。
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