左旋聚乳酸/聚己内酯在取向聚乙烯基底上的附生结晶行为研究

摘要

附生结晶是调控聚合物材料微观凝聚态结构十分简单而有效的手段，单组分聚合物的附生结晶行为已经被许多材料工作者研究过。另一方面，共混可将单组分材料的优异性能结合起来，是一种开发新材料十分便捷的途径。而对于共混物的附生结晶行为，特别是共混物中各组分在附生结晶过程中的相互影响则很少有人研究。本文选择生物可降解的左旋聚乳酸(PLLA)和聚（ε-己内酯）(PCL)作为研究对象，研究了PLLA/PCL共混物的结晶形态和结构。并结合附生结晶的理论，进一步研究了取向聚乙烯(PE)基底对PLLA、PCL及其共混物的表面诱导结晶行为，探究了共混物中各组分在附生结晶过程中的相互影响，为双组分体系的附生结晶行为提供了新的实验数据和思路。
　　1.研究发现PLLA/PCL熔体不相容。PCL的热稳定性优于PLLA，共混物分两步热降解。用偏光显微镜POM重点对比了PLLA/PCL为6∶4，5∶5，4∶6的样品，发现改变共混比例，可使该体系发生相反转。通过XRD表征发现120℃熔融结晶或是冷结晶，共混物中的PLLA均为α晶型，说明共混只改变了材料的微观结晶形态和相结构，并没有改变材料的晶型。
　　2.用自制的取向PE薄膜诱导PLLA和PCL附生结晶。发现PE基底上的PLLA和PCL都是高度取向的，PE膜对PLLA和PCL有很强的异相成核能力。PCL在PE膜上附生结晶，PCL分子链与PE分子链平行，PCL片晶与PE片晶取向一致。PLLA在PE膜上附生冷结晶，PLLA片晶沿两个方向取向，夹角约为55°，但绝大部分PLLA分子链与PE分子链垂直。
　　3.进一步研究发现PLLA/PCL共混薄膜在PE基底上的附生结晶行为由共混比及聚合物的类型决定。少量PCL组分的引入便会明显抑制PLLA的附生结晶，这种抑制作用随PCL组分含量增多逐渐明显。当PCL组分含量达到30％及以上时，PLLA在取向PE膜上的附生结晶行为难以发生。而少量PLLA组分的引入则不能显著改变PCL的附生结晶行为。当PLLA组分含量达到50％时，PCL仍然能够在取向PE基底上发生附生结晶。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 聚合物结晶态

1．2 聚合物共混材料

1．2．1 聚合物共混及相容性

1．2．2 结晶／结晶共混体系

1．3 附生结晶

1．3．1 概述

1．3．2 样品制备

1．3．3 不同体系附生结晶行为研究

1．4 左旋聚乳酸(PLLA)和聚己内酯(PCL)

1．4．1 生物可降解聚合物

1．4．2 聚己内酯(PCL)

1．4．3 左旋聚乳酸(PLLA)

1．5 本课题的创新点和研究内容

第二章 PLLA／PCL共混体系性能研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 PLLA／PCL共混物的制备

2．2．3 测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 PLLA／PCL共混物DSC测试

2．3．2 PLLA／PCL共混物热失重TGA分析

2．3．3 PLLA冷结晶的红外FTIR表征

2．3．4 PLLA和PCL结晶形态研究

2．3．5 PLLA／PCL共混物结晶形态和分布研究

2．3．6 PLLA／PCL共混物XRD表征

2．4 本章小结

第三章 PLLA／PCL共混体系附生结晶行为研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 样品制备

3．2．3 测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 PE薄膜的取向表征

3．3．2 PLLA和PCL在PE基底诱导下的附生结晶行为研究

3．3．3 共混物中PCL对PLLA附生结晶行为的影响

3．3．4 共混物中PLLA对PCL附生结晶行为的影响

3．4 本章小结

第四章 实验结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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