摘要:为提高聚乳酸(LA)薄膜的拉伸初性、透光率及其成型加工稳定性,将聚已二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT
与多元环氧扩链剂(ADR)预混,得到预混物PBA/ADR。再使用PBAT/ADR对PLA进行熔融共混改性和咬膜成型
制备得到PLAPBAT/ADR薄膜材料。采用旋转流变仪和扫描电子显微镜研究ADR添加量对PLAPBATADR共混物
流变性能和微观结构的影响。通过挤出吹膜机组、熔体流动速率测试仪、拉力试验机、分光光度计、差式扫描量热仪
和广角X射线衍射仪研究PLAPBATADR薄膜的吹膜成型稳定性,拉伸性能、透光率以及结晶等性能。结果表明
ADR的加入起到显著扩链增黏和反应性增容的作用,共混物的黏度和熔体强度得到较大提升,PBAT分散相也得到显
著细化。所得PLAPBAADR(95/50.5)薄膜表现出良好的吹膜成型稳定性、高的断裂伸长率(461.4%)以及较好的透
光性能(平均透光率为86.6%
关键词:聚乳酸;薄膜;扩链;增容;增韧;透光率
随着经济的不断发展,人们对塑料制品的需求也在不断增长[1]。但随着塑料碎片在地球的各个角落被发现[2],人们意识到塑料制品废弃后所引发的塑料污染对人类、动植物以及自然环境都有巨大危害[3]。塑料污染也成为人类不可回避的痛点。虽然各个国家和组织进行政策引导,联合国环境大会和各国科学家也积极寻求解决方案[4],但是塑料废弃物对环境的污染仍不断在加剧。在此背景下,可生物降解材料的研究和推广应用正在成为解决塑料污染的一种有效手段,并受到各国政府和社会的普遍关注。
聚乳酸(PLA)是一种生物基可生物降解的热塑性脂肪族聚酯,其单体原料可大量从生物质中获取[5-6]。PLA具有类似聚苯乙烯的高强度[7]、优异的光学性能和可加工性[8-9],在生物医用材料[10]、包装薄膜[11]、发泡材料[12]、纺丝[13]及形状记忆材料[14]等领域具有广阔的应用前景。但由于PLA脆性大,断裂伸长率低,限制了PLA制品的推广应用。而利用其它可生物降解聚合物对PLA进行增韧改性是扩大PLA应用范围的有效方法之一,例如,聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)[15]、聚己内酯(PCL)[16]、聚丁二酸丁二酯(PBS)[17]、聚丁二酸己二酸丁二酯(PBSA)[18]等。其中,PBAT树脂由于具有优良拉伸韧性、较好耐热性以及较高性价比等优势,在PLA增韧改性方面的应用较多。由于PLA与PBAT相容性较差,常使用多元环氧扩链剂(ADR)作为PLA/PBAT共混体系的反应性增容剂来提高两相增容和增韧效果,其增容原理是ADR的多环氧基团能够和PLA,PBAT大分子的端羧基和端羟基发生开环反应,在界面生成PLA-g-PBAT两亲性扩链大分子,达到界面增容、细化PBAT分散相颗粒的目的。
目前,PLA/PBAT改性薄膜材料的研究主要集中于薄膜力学性能和成型性能等方面,对于薄膜透光率性能的研究报道很少。而制备兼具高拉伸韧性和高透光率的PLA/PBAT改性薄膜在对透光性能有较高要求的中高端包装薄膜材料领域具有较好的应用前景。