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聚乳酸用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-2 11:43:55
本文介绍聚乳酸用扩链剂

通过熔融共混方法,采用聚乳酸用扩链剂ADR-4368对聚乳酸(PLA)进行改性研究,研究聚乳酸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。

PLA使用ADR改性后分子量增加,BASF的试验结果已经证明。

Product Mw vs Joncryl ADR Concentration for PLA

(NW 6300D/ADR processed @ 220*C, 9 min RT)

Final Mw after Processing

0.0

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)



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


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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