抗冲改性剂改性聚乳酸的研究进展.pdf

2015年第3期(总第111期)
塑料助剂
抗冲改性剂改性聚乳酸的硏究进展
任淑英
(山西省化工研究所有限公司,太原,030021)
摘要综述了近年来国内外聚乳酸(PLA)抗冲改性的研究进展,对ACR、MBS、ABS及EVA等抗
冲改性剂在PLA中的应用情况进行了探讨,并对PLA抗冲改性剂的今后发展方向进行了建议和展望。
关键词抗冲改性剂改性聚乳酸研究进展
doi:10.3969/j.isn.1672-6294.2015.03.001
Research Progress on Poly( Lactic Acid Modified by Impact Modifier
Ren Shuying
Shanxi Provincial Institute of Chemical Industry(Co.Ltd. ) Taiyuan, 030021)
Abstract Research progress in impact modifier modification of poly(lactic acid)(PLA)at home and a-
broad in recent years was introduced briefly. The application of different kinds of impact modifier such as ACR
MBS ABS, EVA on PLA was summarized, and the future of the development direction of impact modifier for
PLA had been suggestions and prospects
Key words impact modifier; modification; poly(lactic acid); research progress
聚乳酸(PLA)是一种以可再生生物资源为原述,对存在的问题进行分析,并对PLA抗冲改性
料的生物基高分子材料,具有良好的生物降解性、剂的今后发展方向进行展望。
生物相容性,也是迄今为止为数不多成功市场化1ACR增韧聚乳酸
的生物基和生物可降解塑料品种之一。21世纪
以来广受全球关注,产耗量逐年递增,被称为最有
ACR抗冲改性剂因具有良好的抗冲击改性
前景的“绿色塑料”3】。然而,PLA具有性脆抗效果、较宽的加工盪度范围、低模胀性、制品尺寸
冲击性能差、热稳定性较差们,为了克服这些缺稳定、优越的耐候性及能作为加工助剂等优点,已
陷,拓宽其在航空、电子电器汽车等领域的应用,广泛应用于聚氯乙烯(PVC)、聚磯酸酯(PC)、聚
用抗冲改性剂对PLA增韧改性的研究已成为业对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等树脂中。其结构特
界关注的热点。
点是以交联的弹性体为核,以硬丙烯酸酯单体聚
不同品种的抗冲改性剂在一定程度上提高了合物为壳,具有多层核一壳结构。弹性体核是真
PLA的冲击性能,但是在实际应用中还存在很多正起增韧作用的橡胶相,弹性体粒子受应力引发
问题。现将当前文献报道的丙烯酸酯类共聚物大量银纹或剪切带而吸收能量,同时弹性体粒子
(ACR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯一苯乙烯共聚及剪切带均可终止银纹,防止扩展成裂纹,从而达
物(MBS),丙烯腈-丁二烯一苯乙烯三元共聚物到抗冲增韧的效果。壳层主要起包覆橡胶相内核
(ABS)、乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等几种和提高与树脂相容性的作用。基于ACR抗冲改
常用抗冲改性剂对PLA抗冲性能的影响进行综性剂优良的综合性能,许多研究人员已将其引入
PLA体系。
宋晓丽等?研究了自制ACR的添加量及其
收稿日期:2015-01-07
核层交联程度对PLA力学性能的影响。结果表
塑料助剂
2015年第3期(总第111期)
明,在低添加量时,PLA的抗冲击强度随着ACR5%时,其断裂伸长率比纯的PLA增加了2倍左
添加量的增加而增大,添加量为10%时增韧效果右。当ACR用量达到8%时,断裂伸长率增加了
最好,抗冲击强度是纯PLA的1.5倍,断裂伸长3倍左右,PLA的韧性达到最大。拉伸强度、弯曲
率由2%提高到11%,拉伸强度下降不大;随着核强度分别降低了13%、15%。由此可见,PLA样
层交联剂用量的增加, PLAACR共混物的拉伸强品在弯曲强度和拉伸强度损失不大的情况下,其
度较纯的PLA下降很小,抗冲击强度明显升高,韧性随着ACR用量的升高而增加。
当核层交联剂添加量为4%时增韧效果最好,共
唐颂超?研究了自制ACR对PLA力学性能
混物的抗冲击强度是纯PLA的3倍,拉伸强度下的影响。通过对 PLA/ACR共混物进行一系列测
降了7%。宋晓丽等?还研究了ACR的核、壳两试,结果表明,ACR的加入显著提高了PLA的冲
层玻璃化转变温度()对 PLA/ACR力学性能的击性能,并在8%~15%以后达到最大,其增韧效
影响。结果表明,ACR壳层2不变的情况下,随果可达10~12倍。同时其拉伸性能并没有受到
着核层的降低,PLA/ACR共混物的缺口冲击明显影响。透明性随之明显降低。并进一步探讨
强度先升高后降低,当核层为-46℃时增初效了ACR的粒径、核壳比等因素对增韧效果的影
果最好,PLM/ACR共混物的冲击强度较纯PLA响。结果表明,不同粒径ACR增韧PILA的效果
提高了3倍,拉伸性能较纯PLA下降幅度不大;差别很大,通过对 PLA/ACR合金缺口冲击强度
ACR核层。不变的情况下,壳层的变化对的比较发现,ACR增初PLA的最佳粒径大约在
PLA/ACR共混物的力学性能影响不大。
271nm左右。相同粒径的ACR其核壳比不同对
巩发明?研究了ACR对PIA共混物力学性PLA的增韧效果也不相同。综合考虑不同核壳比
能的影响。对不同含量的ACR增韧PLA进行冲ACR对合金缺口冲击强度的影响,以及实际操作
击强度、断裂伸长率特性测试。结果表明,ACR中对ACR进行粉化的难度大小,最终确定体系的
添加量小时,冲击强度和断裂伸长率随着ACR的最佳核壳比为丙烯酸丁酯(BA)]:n[甲基丙烯
增加而増大。当ACR用量为6份时,冲击强度达酸甲酯(MA)]=3:2。
到最大值29.11kJ/m2。超过6份时冲击强度随
Xin- Guo Ge通过熔融共混的方法制备了
着ACR的添加量增大而下降,仍明显大于未加PLA与丙烯酸系抗冲击改性剂BPM的复合材料。
ACR复合材料。加入3份ACR后,复合材料的断考查了BPM对共混物的热性能及熔融行为的影
裂伸长率91.2%,显著増大,整体增大5倍,ACR响。通过热重分析、差示扫描量热法和动态力学
显著提高材料的延展性能。当随着ACR添加增分析研究了共混物的动态力学性能。考査了
多,断裂伸长率又逐渐降低,仍明显大于未加BPM对共混物的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度
ACR的复合材料。由此可见,ACR抗冲改性剂能及模量的影响。并用扫描电子显微镜(SEM)研
显著提高共混复合材料的抗冲击性能和延展性。究了拉伸和冲击试验样条的表面和断裂面的形
梁宏玉?釆用熔融共混方法,用ACR增韧态。试验结果表明,BPM改性后的复合材料拥有
PLA。动态热机械仪(DMA)分析结果表明随着更好的挠曲性。然而,当BPM的含量大于15%
ACR加入,共混物的储能能量大幅地降低;差示时,缺口冲击强度才有所改善。
扫描式量热(DSC)表明共混物几乎从半结晶物质
Babcock Laura Mae)研究了A