聚乳酸(PLA)常用扩链剂
通过熔融共混方法,采用聚乳酸(PLA)常用扩链剂ADR-4368对聚乳酸(PLA)进行改性研究,研究聚乳酸(PLA)常用扩链剂的加入量对PLA力学性能、熔体流动速率(MFR)、DSC、TG、熔体强度的影响。
结果表明:聚乳酸(PLA)常用扩链剂的加入提高了PLA的拉伸强度、弯曲强度、热稳定性能,熔融温度以及熔体强度,随着扩链剂质量分数的增加,PLA的拉伸强度及热稳定性逐渐提高;扩链剂的加入使PLA的熔体流动速率、冷结晶温度和结晶度下降。
目前国内外生产的PLA最普遍的问题是分子量较低,主要原因是丙交酯的纯度过低,制不成纯度达到99.5%L-乳酸,造成机械性能不好;另一个情况是由于聚乳酸分子两端分别含有-COOH和-OH吸水基团,在开放式的加工中不可避免的吸收水分,根据调查发现在PLA含水量达不到200ppm的情况下,PLA的性能下降的主要原因是水分降解,热氧降解因素是较次要的。
一、PLA水分降解
含湿量和PLA降解的平衡关系。如果含湿量变化,Mw和产品性能也发生变化;每次挤出或注塑加工时水解作用都使PLA降解。
二、ADR扩链剂对PLA分子量的影响
根据ADR扩链剂的扩链原理,PLA在扩链后提高了其本身的分子量(分子链增长),其必然结果会造成-COOH和-OH吸水基团减少而降低其吸水率。扩链剂有助于降低由于Mw减少而导致的性能下降。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA是优秀的聚氨酯(PU)扩链剂和环氧树脂(EP)固化剂。能改善制品的机械和动力学性能。此外也可以作为聚酰亚胺的先导化合物和有机合成的中间体。在PU领域M-CDEA适用于浇铸型弹性体(CPU)、RIM弹性体和喷涂聚脲、胶粘剂、弹性体泡沫和热塑性聚氨酯(TPU)。EP领域适用于加工、预浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有机合成的中间体及聚脲树脂固化剂。
PLA使用ADR改性后分子量增加,BASF的试验结果已经证明。ADR含量对PLA分子量的影响。ADR-4368C/CS和ADR-4370S通过支化反应最大限度的提高分子量以适应高融体强度的应用,适用于吹塑薄膜、片材和低密度发泡;ADR-4300和ADR-4385通过适度的支化反应提高分子量以适应高速加工应用,适用于条带、低密度发泡、单向和双向拉伸薄膜;ADR-4380通过主链和低支化扩链来获得流变和机械性能的理想平衡,适用于高密度发泡、片材、长条物品、纤维(短纤维、单丝)等。
0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0Joncryl ADR Concentration (% w/w)
三、ADR扩链剂改性PLA的性能
⑴ 剪切速率对PLA粘度的影响
在需要高熔体强度的场合,ADR-4368C/CS和ADR-4370S通过支化反应使PLA熔体强度达到最大,解决了均化塑料胚型、异型材下垂、闭孔结构/低密度发泡等问题;
在需要高弹性的场合,ADR-4300和4385通过适当的支化反应使PLA熔体强度提高,解决深凹异型品热成型加工、平衡取向性/性能等;
ADR-4380依靠线性扩链增加熔体强度,以适应剪切速率的变化、解决了高定向纤维、剪切减少结晶、注射模塑等问题。
⑵ ADR对熔体强度的影响
未加入ADR的PLA控制情况PLA+0.2%ADR4368的控制情况 ---性状不规则; ---连续、形状规则;
---保持泡筒大小困难;---保持泡筒大小;
---薄膜产生噪声; ---薄膜噪音低,熔体强度高;---熔体强度低、易破; ---生产速度提高一倍; ---薄膜宽度会发生变化。---薄膜尺寸稳定且均匀。
可以看出ADR对PLA熔体强度的增加接近甚至超过PS的熔体强度。
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