层状α-磷酸锆的有机改性及其与聚乳酸复合材料研究

论文摘要

通过对层状α-磷酸锆进行二次改性,制备具有力学性能改善的聚乳酸复合材料。首先合成一种新型阳离子插层剂十一烷醇三甲基溴化铵（UHTB）,并将其用于层状化合物α-磷酸锆（α-ZrP）的改性,制备得到UHTB与α-ZrP杂化物（UHTB-ZrP）,然后,利用丙交酯原位聚合对UHTB-ZrP进行表面接枝改性,得到二次改性层状α-MZrP,进而采用溶液浇铸法制备聚乳酸/有机改性α-磷酸锆复合材料（PLA/MZrP）。分别用红外光谱分析仪、激光粒度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、旋转流变仪和热重分析仪等对层状α-ZrP的插层过程、微观结构以及PLA/MZrP复合材料的流变性能和热稳定性等进行表征与分析。结果表明:经过一次改性可获得层间距达到1.40 nm的UHTB-ZrP,经两步改性可获得层间距达3.80 nm的MZrP,这种纳米片层能均匀分散在PLA基体中形成纳米复合结构,并使其力学性能、加工性能和热稳定性得到改善。当添加质量分数为1%的MZrP时,PLA/MZrP复合材料的拉伸强度从31.3 MPa提高到53.5 MPa,比纯PLA提高了70.9%,而复数黏度则随着MZrP含量的增加而显著降低。当添加质量分数为3%的MZrP时,在170℃10 Hz时其复数黏度从968.1 Pa·s降低到78.7 Pa·s,比纯PLA降低了91.9%。此外,添加少量的MZrP后,PLA/MZrP复合材料的热稳定性也得到一定的改善。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 试验材料
•   1.2 样品的制备
•     1.2.1 UHTB的合成
•     1.2.2 MZr P的制备
•     1.2.3 复合材料的制备
•   1.3 样品的表征与测试
• 2 结果与分析
•   2.1 UHTB的分子结构
•   2.2 α-ZrP的溶液插层过程分析
•   2.3 样品的红外光谱分析
•   2.4 样品的微观结构表征
•   2.5 MZrP和PLA/MZrP复合材料的热稳定性
•   2.6 PLA/MZrP纳米复合材料的力学性能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨政,贾付华,张蕤

关键词: 生物聚酯,磷酸锆,聚乳酸,插层,纳米复合材料,改性

来源: 林业工程学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,材料科学

单位: 南京林业大学化学工程学院,南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心

基金: 江苏省自然科学基金(BK2012821)

分类号: TQ317;TB33

DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.2019.05.014

页码: 100-106

总页数: 7

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