耐熱性的實用技巧與方法，耐熱性差的根源是什么？

時間：2024-06-06作者：深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司瀏覽：8

聚乳酸()也稱聚丙交酯，屬于線性熱塑性聚酯，是以乳酸為單體聚合得到的。乳酸是手性分子，存在立體異構體，即左旋立體異構體(左手性)、右旋立體異構體(右手性)以及外消旋立體異構體。

材料呈現(xiàn)出的耐熱性差的原因是其結晶速率慢和結晶度低。非結晶材料其熱變形溫度僅為55℃左右，PP、PS等常用塑料，限制了在較高溫度下的使用。

聚乳酸是一種環(huán)保的高分子材料，被認為具21世紀具潛力、應用前景廣闊的材料之一，引起了廣泛的社會關注和青睞，在生物、食品包裝以及電子電器等領域得到了廣泛應用。

但是，的生產材料普遍存在力學強度低、韌性差、結晶速度緩慢、結度低、耐熱性差等缺點，大大限制了其應用領域。

在國內外研究中，提高聚乳酸材料的耐熱性的方法主要有3種：共混改性、鏈結構改性、結晶改性。

本文綜述了國內外關于提高聚乳酸材料耐熱性能的方法及機制，如共混改性，共聚改性，共聚及共混復合改性、交聯(lián)改性、結晶改性。

共混改性：

共混改性是將2種或2種以上的材料通過物理的方式混合到一起，使不同材料的特性優(yōu)化組合于一體來改善材料的性能，或賦予原聚合物不具有的性能。這種改性主要是通過聚合物復合改性或改性，共混方式通常為熔融法和溶液法。

聚合物復合改性

復合改性方法是通過與耐高溫的聚合物材料共混，如聚碳酸酯(PC)、聚己內酯(PCL)、聚甲基甲酯(PMMA)等，從而提高聚乳酸復合材料的耐熱性能。

QU等研究人員以乙烯-馬來酸酐-甲基縮水甘油酯三元共聚物(EMG)為增容劑，滑石粉為成核劑，將聚乳酸()和聚碳酸酯(PC)進行熔融共混，研究表明加入EMG和滑石粉可改善/PC的相容性，/PC共混材料的熱變形溫度和結晶度均有所提升，耐熱性得到改善。

聚合物復合改性方法通?？赏瑫r提高聚合材料的耐熱性和韌性，但分散性不均的問題會導致聚合物材料性能的的下降，若加入聚合物的比例升高，則會使復合材料生物可降解性受到破壞，因此，該方法僅能滿足小幅度提高的耐熱性。

改性

改性是將一些納米材料添加到中，通常加入的納米粒子大部分應用于基體中，能夠對聚乳酸基體起到成核作用，促進α晶的生成，從而提高的耐熱性能。

常用到中的納米材料有碳納米管(CNT)、多碳納米管(MWNTs)、氧化石墨烯（GO）、化合成氟云母（OMSFM）等。

Xu等研究人員將氧化石墨烯(GO)添加到聚乳酸中發(fā)現(xiàn)，GO的添加使其熱變形溫度提高到165℃，同時也了降低了透氣系數(shù)，從而使該納米復合材料獲得了較高的耐熱性。

鏈結構改性：

鏈結構改性主要是通過共聚改性或交聯(lián)改性的方法，在鏈段中引入柔性鏈，可調控段的流動性，使的力學性能和結晶性能等得到提高。

1、共聚改性

共聚改性是將乳酸單體與其他性以及活性相近的單體聚合，形成新的共聚物，通過調節(jié)其他單體的種類及比例來改善的性能。

共聚改性相對于共混改性，大的優(yōu)勢在于可以很大程度上克服體系相容性較差的缺點，且共聚物的結構具有可設計性。

Qi等研究人員以PuronicF68(一種聚(）-聚(）-聚()的水溶性三嵌段共聚物)為引發(fā)劑，2-乙基亞錫為催化劑，利用聚(PEO）-聚苯醚(PPO）-PEO 三嵌段共聚物與D-丙交酯進行開環(huán)聚合，得到A-PluronicF68-A多嵌段共聚物，然后將和多嵌段共聚物熔融共混發(fā)現(xiàn)，共混物中形成了SC立構復合晶，顯著增強了聚合物的韌性和耐熱性。

2、交聯(lián)改性

交聯(lián)改性是通過加入適量的交聯(lián)劑，然后利用輻照、光照或加熱等手段誘導發(fā)生交聯(lián)反應。交聯(lián)劑一般采用多官能團異化合物和烯丙基類化合物等。

該方法形成的SC晶可以熔融重結晶再次形成SC晶，且形成的交聯(lián)結構可降解，是一種有效的提高聚合物耐熱性的方法。

Bai等研究人員將過氧化二枯基(DCP)作為自由基引發(fā)劑，三烯丙基異(TAIC)作為交聯(lián)劑，采用熔融共混方式與等量的PLLA和A共混制備交聯(lián)共混物，形成的SC晶具有優(yōu)異的重結晶能力，使共混物具有良好的熔融穩(wěn)定性和出色的耐熱性。

結晶改性：

目前多數(shù)研究是通過提高α晶或SC晶的方式來提高聚乳酸的耐熱性能，常用的結晶改性方法主要是通過添加成核劑改性或加工工藝改性。

1、添加成核劑改性

添加成核劑是利用成核劑的異相成核作用來降低成核所需的表面自由能勢壘，可有效地提高其結晶速率和結晶度，減小晶粒尺寸，從而提高的耐熱性能。

目前，的成核劑主要有類和無機類二大類。

其中：類成核劑主要包括脂肪族、芳香族、胺類以及金屬磷酸鹽等;無機類成核劑主要有無機鹽化合物(如碳酸鈣)、層狀硅酸鹽(如滑石粉)等。

許鵬飛等研究人員采用熔融共混方法制備了/甲基縮水甘油酯三元共聚物(GEBMA)滑石粉(Talc）共混物，其中GEBMA起到了增韌作用，Talc的添加起到了異相成核的作用，提高了的α晶結晶速率，減小了晶體尺寸，使共混物的耐熱性能提高。

2、加工工藝改性

加工工藝改性主要是通過調節(jié)加工方式(如退火處理、改變加工溫度、冷卻溫度、在高剪切速率等條件)使形成SC晶。

目前，在適宜的結晶溫度下進行退火處理是簡單有效的方法，該方法操作簡便，條件容易控制，能夠得到大量的晶體結構，提高材料的結晶度和耐熱性能。

Robet等研究人員通過退火處理提高了材料的結晶性能和耐熱性能，研究發(fā)現(xiàn)在110℃退火20min使材料的熱變形溫度提高至141℃，拉伸模量和尺寸穩(wěn)定性也顯著持高。

應澤人分別用溶液共混法和熔融共混法制備了PLLA/A共混物發(fā)現(xiàn)，熔融共混法制備的共混物SC立構晶含量高，經過退火條件處理后PLLA/A共混物的維卡軟化溫度升高，耐熱性明顯提高。

可生物降解的聚乳酸材料符合發(fā)展的理念，其耐熱性差的缺點可通過添加物、成核劑或調整加工工藝以及共聚、交聯(lián)等方法進行改性外理，這些方法能夠有效地提高聚乳酸的熱變形溫度和維卡軟化溫度。

目前，國內外受青睞的方法是通過結晶改性來提高聚乳酸材料的耐熱性能，并配合加工工藝條件改性方法進行調控，從而地提高聚乳酸材料的耐熱性能。

為保持其環(huán)保的可生物降解性，研究者盡可能采用生物基材料進行改性，雖然能夠滿足聚乳酸在單一方面性能的提升，但實現(xiàn)的耐熱聚乳酸依然是當前的挑戰(zhàn)。

本文所用的部分內容來源于互聯(lián)網，版權屬原作者所有，侵刪！

有任何問題的朋友，可以在評論區(qū)留言互動。

因此，想要在市場中有長久的發(fā)展，還是需要參與其中的。


深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司專注于全生物降解材料顆粒,PHA,**等

• 詞條

  詞條說明

• 可在微波爐中使用的＋PHA淋膜紙

  某公司獲悉，韓國CJ制糖公司近日宣布，他們成功研發(fā)出了一種名為 "可堆肥淋膜紙技術"的新技術。這項技術利用可生物降解的生物基材料PHA，實現(xiàn)了在微波爐中烹調的可堆肥涂層。與現(xiàn)有的可堆肥淋膜紙相比，這項技術提高了耐久性和耐熱性，并實現(xiàn)了與石油基淋膜紙類似的適銷性?？稍谖⒉t中使用的＋PHA淋膜紙！為了創(chuàng)造這種可堆肥涂層，CJ制糖公司將PHA（一種具有柔韌性的生物基材料）與高耐熱性的混合。這種涂層可以

• 聚乳酸在可降解餐盒等方面的應用

  21世紀，大力發(fā)展可再生、環(huán)境友好型生物降解高分子材料是發(fā)展的必然趨勢。特別是基于淀粉、秸稈、甘蔗渣等可再生生物質資源的生物質基高分子材料，由于具有良好的生物降解性，并且原料豐富易得，得到了快速的發(fā)展。與傳統(tǒng)高分子材料相比，生物質基高分子材料不僅減少了對石化資源的消耗，而且在生產過程中經歷的光合作用消耗了二氧化碳和水，減少了二氧化碳的釋放；同時生物質基高分子材料由于其優(yōu)異的生物降解性使其具有環(huán)境友

• 生物質降解材料PHA的競爭格局

  隨著碳中和概念及限塑令的提出，PHA材料的入局者開始增多。目前，限制PHA廣泛應用的主要因素在成本高，4~6萬元/噸，相較于等降解材料不具價格優(yōu)勢。同時，盡管涉足廠家多，但當前總體產能仍然較低，在供應上與其他生物基/降解材料難以競爭。簡化原材料的生產工藝，降低生產成本是推廣PHA材料應用的要因素。原料方面，我國PHA生物發(fā)酵的原料以糖類物質居多，來源主要是玉米等糧食作物。國外PHA制造公司，因油料

• 聚乳酸，可降解塑料的明日之星！

  聚乳酸（）是生物降解塑料規(guī)模工業(yè)化的生物基和生物降解塑料，有著廣闊的發(fā)展?jié)摿?。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下降解，終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認的環(huán)境友好材料。聚乳酸（）的優(yōu)點：1、生產聚乳酸（）的原料，比如玉米、木薯、甘蔗等，來源十分豐富且無害、，而這些農作物均可人工大面積種植，此外秸稈、稻草等農作物或植物根莖葉也可以作為原料；2、聚