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強剪切流動誘導聚乳酸及其生物復合材料的結晶形態

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聚乳酸串晶橫晶雜化串晶苧麻纖維

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所屬學科：

高分子工程

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簡介：

聚烯烴中形成的串晶結構可以顯著提高材料的力學強度、韌性、耐熱性和氣體阻隔性等。可惜的是，在聚乳酸中形成大量的串晶仍然很有挑戰。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/苧麻生物復合材料注塑成型過程中的剪切誘導結晶過程，我們利用一種新型的注塑技術，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強剪切流動場。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的串晶結構。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構，我們還在聚乳酸生物復合材料中發現了剪切流動、常規苧麻纖維和納米級苧麻纖維協同誘導形成的橫晶和雜化串晶。我們探究了這些新發現的超結構和材料的力學性能之間的關系。結果表明串晶能一定改善聚乳酸的力學性能，比如拉伸強度和剛性。而在同時含有串晶結構、橫晶、雜化串晶和苧麻纖維的OSIM復合材料試樣中，拉伸強度、拉伸模量和缺口沖擊強度都有顯著的提高，相比于普通注塑的聚乳酸材料性能的提高幅度分別達到了~22%、~41%和~120%。對于優化聚乳酸注塑制品性能的積極探索進，我們認為這些工作可以在聚乳酸剪切誘導結晶和和形態控制方面做出一些初步而有意義的嘗試。

上傳人：

liu

上傳時間：

2013-05-29 8:46:08

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