不同目数滑石粉对耐热聚乳酸性能的影响

不同目数滑石粉对耐热聚乳酸性能的影响

到2020年底，禁止使用不可降解塑料制品、一次性塑料餐具、不可降解快递袋等，进一步防止塑料污染。完全禁用可降解塑料。可降解材料的研究尤为重要，因为它可以在一定条件下或在自然环境中分解，转化为二氧化碳、水等，不会对环境造成任何危害或二次污染。

耐热聚乳酸是最常用的可降解塑料。全球聚乳酸产能不断增加。由于其来源广泛，聚乳酸可完全降解，无毒、无害且价格昂贵。强度高、模量高、性能优良透明目前广泛应用于一次性用品、生物医药等领域。

但聚乳酸本身具有结晶速度慢、结晶度低、耐热性低等缺点，限制了其使用。提高耐热性的方法主要有两种：添加成核剂和退火，或添加成核剂并在模具中结晶。滑石粉是目前应用最广泛的聚乳酸成核剂无机成核剂，例如用于生产聚乳酸餐具、聚乳酸吸管、半耐久聚乳酸制品等。

研究不同网目滑石粉对聚乳酸耐热性和力学性能的影响，优化聚乳酸改性配方，从滑石粉网目选择和聚乳酸产品退火后处理方向入手。酸性产品。制造和确定耐热温度范围可作为实用指南。

实验部分：

原材料、关键设备和设备、样品制备、测试和表征

不同目数滑石粉对聚乳酸热变形温度的影响

负载挠曲温度（HDT）是一种测量高分子材料耐热性的方法，材料的HDT越高，耐热性越高。图1显示了在相同退火时间（退火时间0分钟、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟）和110°C退火温度升高的情况下，不同网状滑石改性聚乳酸的热性能。变形温度。从图1可以看出，纯聚乳酸结晶速度很慢，退火5分钟后热变形改善不大，仅从52.4℃上升到57.1℃。滑石粉作为聚乳酸的无机成核剂。异相成核和退火处理相结合，使聚乳酸结晶更加完美，缩短了聚乳酸成型周期，提高了耐热性。

由图1(a)可知，在未退火条件下加入10%的滑石粉时，随着滑石粉目数的增加，改性聚乳酸的热变形也增加，在滑石粉的情况下，目数为5000目，HDT**，从纯聚乳酸的52.4℃上升到58.8℃。

由图(b)和(c)可知，改性聚乳酸的退火时间为1-2分钟时，滑石的目数对改性聚乳酸的HDT影响不大，几乎不影响HDT。我明白。在这一点上已经有所改善。图(d)表明，改性聚乳酸退火时间为3分钟时，不同目数改性聚乳酸复合材料的HDT显着增加，400目滑石粉的增加最小。纯聚乳酸由54..45℃升至68.4℃。

5000目滑石粉出现**上升，升至104.6°C。这是50.15°C的上升。图 (d) 和 (e) 显示了在退火时间为 4 和 5 分钟时具有不同网格的滑石改性聚乳酸复合材料的 HDT。从图中可以看出，退火时间为4分钟时，聚乳酸复合材料的HDT与滑石目数无关，达到100℃以上，退火时间为5分钟时，各材料的HDT基本为不会显着增加。

从图2(b)可以看出，与纯聚乳酸相比，加入10%的400目滑石粉使聚乳酸的断点伸长率从4.35%提高到8.13%。当滑石粉超过400目时，聚乳酸的断点伸长率在含量为10%时下降，当滑石目数为1250目时，复合材料的断点伸长率下降最多61%，因为滑石粉的加入增加了聚乳酸分子链之间的距离，降低了分子内力，导致机械性能降低。

不同目数滑石粉对耐热聚乳酸拉伸性能的影响

拉伸强度和断裂点伸长率是衡量聚合物材料抵抗拉伸方向变形强度的重要指标。抗拉强度越高，材料抵抗拉力的能力越强。由图2(a)可知，不同目数的滑石粉含量为10%时，聚乳酸的抗拉强度较纯聚乳酸有所下降，而当滑石目数为1250目时，在75 MPa时，聚乳酸的抗拉强度有所下降。此时复合材料的拉伸强度降低最少，从纯聚乳酸的58.35 MPa下降到49.60 MPa，降低了8.75 MPa。当滑石粉的目数为5000目时，复合材料的抗拉强度最低，下降到43.49 MPa。这是14.86MPa的下降。

不同目数滑石粉对聚乳酸弯曲性能的影响

弯曲强度和弯曲模量是衡量高分子材料抗弯曲变形强度的重要指标。弯曲强度和弯曲模量越高，材料的抗弯曲能力越强。从图3（a）可以看出，滑石粉的加入与纯聚乳酸相比，明显提高了聚乳酸的弯曲强度和弯曲模量，滑石目数为1250，加入量为10%，抗弯强度提高最多，由纯聚乳酸的60.74 MPa提高到77.34 MPa，增加了16.6 MPa。

随着滑石粉目数的增加，弯曲模量有增加的趋势，当滑石粉目数为5000目且添加量为10%时，其弯曲模量从纯聚乳酸的2671MPa增加最多。增加3665MPa和994MPa。

不同目滑石粉的加入和退火处理可以提高聚乳酸的热变形温度。当退火温度为110℃，退火时间为1-2分钟时，不同目数滑石改性聚乳酸复合材料的热变形温度变化不大。如果退火时间在3分钟以上，如果滑石网不同，改性聚乳酸复合材料的热变形温度才刚刚开始明显升高。添加不同目数的滑石粉会降低聚乳酸的拉伸强度并提高弯曲强度和弯曲模量。