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雨亦晴

金虫 (正式写手)

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[交流] 超支化聚酰胺酯对聚乳酸增韧改性的研究

生物可降解高分子及其制品是近年来各国科学工作者研究、开发和生产的热点。PLA由于其优良的生物相容性和生物可降解性，备受国内外关注。PLA是由玉米、马铃薯等可再生植物资源提取出的淀粉转化为葡萄糖，经过发酵成为乳酸，进一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA具有热塑性，能够像聚丙烯、聚苯乙烯和聚酯等合成高分子一样在通用的加工设备上进行挤出、注塑、吹瓶、热成型以及熔融纺丝等成形加工，生产薄膜、片材、瓶子和各种热成型品和注塑产品，以及纤维和各种纺织产品或非织造产品。但是，PLA本身的脆性和低韧性限制了其应用领域。通常改善PLA韧性的方法主要有共聚改性和共混改性两种，而共混改性相对于共聚改性工艺更为简单和经济。因此将PLA和各类聚合物共混改性的报道不断涌现，如与弹性聚氨酯、聚氧乙烯和聚己内酯四等。
超支化聚合物(HBP)是由小分子通过倍增方式合成的一类具有三维结构的聚合物。HBP拥有较大的相对分子质量，却显示出很低的黏度，因此常常被用来降低聚合物的熔体黏度，改善聚合物的熔体流动性。尤其是HBP表面拥有大量活性基团，如羟基和羰基等，通过与其它基团反应或与基体产生相互作用，可用作表面改性剂和增韧添加剂等。通过引入氢键来改善聚合物的韧性被证明是一种有效的方式。Fei等通过添加4，4’一二羟苯基丙烷与聚(3一羟基丁酸酯一3一羟基戊酸酯)(PHBV)基体形成氢键来增加PHBV的韧性。而羟基为一种有效的质子给体，很易与聚酯类基体形成氢键。因此理论上一些表面含有羟基的超支化物很可能与PLA基体形成氢键，从而达到增韧的目的。另外，一些科研工作者希望从降低结晶度的角度出发来提高材料的韧性。而这种潜在的氢键作用可以限制聚合物分子的活动能力，从而降低聚合物的结晶度。
采用熔融共混的方法，用生物可降解的超支化聚酰胺酯(HBP)对聚乳酸(PLA)进行增韧改性，制备出具有良好韧性的PIA复合材料。对不同HBP含量的共混物的红外光谱、热性能和力学性能进行了测试和分析。红外光谱显示PLA和HBP闲存在氢键作用。HBP的加入使PLA的结晶度从30.99％降低到18.58％。当HBP含量增加到10％时，PLA共混物的拉伸强度略有提高，且断裂伸长达到43.06％。结果表明：HBP的加入对PLA起到了很好的增韧作用。

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