反應(yīng)性梳形聚合物對聚乳酸-ABS共混物的增容研究.pdf

1、聚乳酸（PLLA）來源于可再生資源，可生物降解且具有生物相容性，受到越來越多研究者的關(guān)注。但是PLLA結(jié)晶速率慢，耐熱性低，抗沖擊性能差，這些缺點極大地限制了它作為工程塑料的應(yīng)用。本文主要從提高PLLA韌性和耐熱性出發(fā)，以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）為改性劑，以反應(yīng)性共混為著眼點，設(shè)計并合成了一類主鏈上含環(huán)氧官能團(tuán)的甲基丙烯酸甲酯型（MMA基）梳形聚合物作為增容劑，制備高性能 PLLA/ABS合金，并研究了反應(yīng)性梳形分子對PL

2、LA/ABS共混體系的增容效果及增容機理。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）為單體，通過大分子單體法，設(shè)計并合成了一類主鏈上帶環(huán)氧官能團(tuán)、主鏈和側(cè)鏈為PMMA結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性梳形聚合物（Reactive comb polymer,RC）；同時作為對比，以MMA和GMA為單體，通過普通自由基共聚，合成了分子上帶環(huán)氧官能團(tuán)的反應(yīng)性線形聚合物(Reactive linear pol

3、ymer,RL)。采用GPC、FT-IR和1H NMR等手段對合成的兩類共聚物的分子量、結(jié)構(gòu)和組成等進(jìn)行了表征。
　?。?）將合成的RC和RL作為增容劑，分別與PLLA/MABS(一種透明的ABS,簡稱 MABS)共混物進(jìn)行反應(yīng)性共混，對共混產(chǎn)物進(jìn)行性能和形態(tài)分析。實驗結(jié)果表明，在反應(yīng)性共混過程中，RC原位形成的雙梳齒型結(jié)構(gòu)比RL原位形成的單梳齒型結(jié)構(gòu)在PLLA/MABS兩相界面上具有更高的界面黏結(jié)力和界面穩(wěn)定性，從而使RC在增容

4、不相容聚合物共混物中比RL表現(xiàn)出更優(yōu)異的增容效果。
　?。?）選定RC作為增容劑，研究了不同 PLLA/MABS比例共混合金的結(jié)構(gòu)與性能。結(jié)果表明，RC增容的各比例PLLA/MABS共混物都具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是斷裂伸長率和拉伸韌性相比未增容的樣品都有提高，且都大于作為增韌劑的MABS；微觀結(jié)構(gòu)上，RC增容后的PLLA/MABS各比例共混物的分散相尺寸都大大減小，且隨著共混物中MABS含量的增加，共混物的微觀形態(tài)向雙相連續(xù)發(fā)展

5、，PLLA/MABS/RC(30/70/3)共混物表現(xiàn)出典型的雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)；流變性能上，PLLA/MABS/RC(50/50/3)和PLLA/MABS/RC(30/70/3)共混樣品的G'對角頻率曲線在低頻區(qū)出現(xiàn)了平臺區(qū)，表明樣品內(nèi)部有彈性網(wǎng)絡(luò)形成。上述結(jié)果說明，RC作為增容劑，在PLLA/MABS體系中表現(xiàn)出優(yōu)異的增容效果。
　　(4)將具有不同化學(xué)組成的ABS與PLLA和RC進(jìn)行反應(yīng)性共混。結(jié)果表明，MMA基的RC對基體相為M

6、SAN的MABS比對基體相為SAN的TABS(一種通用的ABS，用TABS表示)具有更高的相容性和更強的分子間相互作用力，因此RC在PLLA/MABS體系中比在PLLA/TABS體系中表現(xiàn)出更優(yōu)異的增容效果。另外，在PLLA/TABS/RC體系中，在反應(yīng)性共混過程中原位形成的RC-g-PLLA共聚物會“包裹”著一定量的與其相容的SAN組分進(jìn)入PLLA基體中形成“微區(qū)”，過量的RC-g-PLLA共聚物也會在剪切力和流場的作用下離開PLLA

7、/TABS界面在PLLA基體中形成膠束，它們的形成過程符合“界面侵蝕”（phase erosion）機理。
　　(5)研究了混煉條件對RC增容的PLLA/TABS合金結(jié)構(gòu)和性能的影響。提高混煉剪切速率雖然可改善RC與TABS基體SAN的相容性，但高的剪切速率加速了共混物中PLLA分子鏈的降解，增加了RC分子在PLLA/TABS界面上的不穩(wěn)定性，難以獲得高性能的合金材料；另一方面，降低加工溫度提高了RC分子長側(cè)鏈PMMA和TABS基