強(qiáng)剪切流動誘導(dǎo)聚乳酸及其生物復(fù)合材料的結(jié)晶形態(tài)

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聚乳酸串晶橫晶雜化串晶苧麻纖維

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所屬學(xué)科：

高分子工程

來源：

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簡介：

聚烯烴中形成的串晶結(jié)構(gòu)可以顯著提高材料的力學(xué)強(qiáng)度、韌性、耐熱性和氣體阻隔性等?？上У氖牵诰廴樗嶂行纬纱罅康拇匀缓苡刑魬?zhàn)。這很大程度上是聚乳酸相比聚烯烴較短的分子鏈長度和剛性分子鏈造成的[1]。為了加速聚乳酸和聚乳酸/苧麻生物復(fù)合材料注塑成型過程中的剪切誘導(dǎo)結(jié)晶過程，我們利用一種新型的注塑技術(shù)，也就是振蕩剪切注塑成型（OSIM）在聚乳酸成型過程中施加一個(gè)強(qiáng)剪切流動場。我們成功地首次制備了含有大量串晶的聚乳酸注塑制品[2]，高分辨率的掃描電子顯微鏡清晰展示了直徑約0.7μm的串晶結(jié)構(gòu)。二維小角散射定量表征了聚乳酸串晶的長周期在20nm左右。更有意思的是，除了了這種典型的串晶結(jié)構(gòu)，我們還在聚乳酸生物復(fù)合材料中發(fā)現(xiàn)了剪切流動、常規(guī)苧麻纖維和納米級苧麻纖維協(xié)同誘導(dǎo)形成的橫晶和雜化串晶。我們探究了這些新發(fā)現(xiàn)的超結(jié)構(gòu)和材料的力學(xué)性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明串晶能一定改善聚乳酸的力學(xué)性能，比如拉伸強(qiáng)度和剛性。而在同時(shí)含有串晶結(jié)構(gòu)、橫晶、雜化串晶和苧麻纖維的OSIM復(fù)合材料試樣中，拉伸強(qiáng)度、拉伸模量和缺口沖擊強(qiáng)度都有顯著的提高，相比于普通注塑的聚乳酸材料性能的提高幅度分別達(dá)到了~22%、~41%和~120%。對于優(yōu)化聚乳酸注塑制品性能的積極探索進(jìn)，我們認(rèn)為這些工作可以在聚乳酸剪切誘導(dǎo)結(jié)晶和和形態(tài)控制方面做出一些初步而有意義的嘗試。

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2013-05-29 8:46:08

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