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聚乳酸增塑剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-21 15:48:59
聚乳酸增塑剂聚乙二醇(PEG)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、柠檬酸三丁酯(TBC)、(TPPi)、癸二酸二丁酯 (DBS)分别与聚乳酸(PLA)熔融共混,通过试样拉伸性能测试和DSC分析,研究这几种聚乳酸增塑剂对PLA拉伸性能和热性能的作用。

结果表明,在这几种聚乳酸增塑剂中,TPPi和DBS增塑效果最好,能显著降低PLA玻璃化转变温度和熔融温度,提高PLA断裂伸长率和结晶度。

聚乳酸(PLA)是以天然淀粉为原料人工合成的一种脂肪族聚酯,具有非常好的生物相容性和降解性。由于PLA性脆、热稳定性差限制了其在通用塑料制品中的应用。目前通过增塑剂和增韧剂增韧PLA较为常用。

下面着重对聚乙二醇(PEG)邻苯二甲酸二苯酯(DOP)、柠檬酸三丁酯(TBC)、(TPPi)、癸二酸二丁酯(DBS)增塑PLA体系力学性能和热性能的作用进行对比。

原料 PLA,注塑级;PEG,分析纯;DOP和TPPi,化学纯;TBC,分析纯;DBS,分析纯。

仪器及设备 XSS2300型转矩流变仪;XLB型平板硫化床;SERIESIX型电子拉力试验机;DSC27型差示扫描量热仪。

将PLA及增塑剂在转矩流变仪上进行熔融混合,熔体温度为180℃,混合时间为10min。混合物料在平板硫化机上热压成型为200mm×200mm×1mm的薄板,再用样刀切成哑铃型样条用于拉伸性能的测试。从转矩流变仪共混、自然冷却所得的混合物直接可用于DSC测试。

拉伸性能测试 片材试样拉伸性能按GB13022—91)标准测试,拉伸速度50mm/min。1.5 DSC分析试样用量约8mg,升温范围-40~200℃,升温速率10℃/min,N2保护。

PEG增塑PLA的力学性能。不同相对分子质量PEG(PEG200即为相对分子质量200的PEG,下同)与PLA共混体系的拉伸性能随PEG用量变化的曲线可以看出,随着PEG含量增加,拉伸强度均呈下降趋势。总体来讲,PEG6000体系综合指标相对较高。


对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)信息:

发货港口:上海港

价格报价有效期:15天

进仓时间:15天内(商检报关)

出口权限:本公司自营进出口权

对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)用途

1.DOTP 电、热性能好,在PVC塑料电用线护套中可替代DOP,也可用于人造革膜的生产。此外,具有优良的相容性,对苯二甲酸二辛酯是PVC塑料增塑剂、丙烯腈衍生物增塑剂,聚乙烯醇缩丁醛增塑剂、丁腈橡胶增塑剂、硝酸纤维素增塑剂。并起着提高制品硬度和变形性的作用,在丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶等制品中可用作软化剂。特别用在电缆料上具有较好的增塑 效果和低挥发性,广泛用于要求耐热、高绝缘的各种制品,是生产耐温70℃电缆料及其它要求耐挥发PVC制品的理想增塑剂。

2.DOTP用于轿车内的PVC制品,能解决玻璃车窗起雾问题。DOTP还用于高级家具和室内装饰的油漆、涂料及精密仪器的优质润滑剂或润滑添加剂,硝基清漆助剂,纸张软化剂,聚酯酰胺双向拉伸薄膜,膜塑工艺品,血浆储存袋等。

3.由于DOTP的线型分子结构和DOS、DOA相似,其耐寒性也较好。

4.DOTP的体积电阻率较DOP高10-20倍,而且乃迁移性优异。

5.由于DOTP不含邻苯二甲酸盐,不在欧盟及其他国家限制使用的16种含邻苯二甲酸增塑剂范围内,因此,是一种优良的环保型增塑剂。




PLA材料本身呈现为 高模量、高强度、极低的伸长率(约为3%)的刚而硬的特性,,材料的断裂方式完全为脆性断裂。当10%~20%(质量分数,下同)的PEG与PLA熔融共混后,材料出现明显的屈服现象,这说明PEG与PLA是部分相容的。

酯类增塑剂增塑聚乳酸的拉伸性能。4种增塑剂用量对PLA强度和伸长率的影响总体上相似,即强度随增塑剂用量增加降低,断裂伸长率均在增塑剂含量15%时得最大值。其中TBC和DOP含量在0~10%变化时,PLA断裂伸长率几乎都无变化或变化很小,几乎与纯PLA的相近,PLA拉伸强度略有下降。

当TBC和DOP含量从10%变化到15%时,PLA拉伸强度大幅下降,而断裂伸长率大幅升高,在含量15%时达到最高值。继续增加增塑剂含量,断裂伸长率和拉伸强度都呈下 降趋势,但断裂伸长率最终值仍高于含量为10%体系的性能。但是,TPPi和DBS用量较低时,PLA的断裂伸长率明显地得到改善。这说明TPPi和DBS的增塑效率高于TBC和DOP的。

热性能分析。因为几种增塑剂中TPPi,DBS的增塑效果最好,故下面仅以TPPi和DBS为典型,讨论增塑剂对PLA热性能的影响。

PLA玻璃化转变、冷结晶和熔融峰均很明显,随着增塑剂加入量的提高,玻璃化转变峰移向室温以下,熔融峰移向低温,冷结晶峰移向低温甚至消失。其中TPPi的作用更加明显。DSC曲线计算得到的增塑PLA特征值:玻璃化转变温度(tg)、熔点(tm)、结晶度(Xc)、冷结晶焓(ΔHc)、熔融焓(ΔHm)。可见,随着增塑剂含量的增大,tg和 tm都有降低,Xc也有升高,但是随着TPPi含量 的增大,PLA的tg,tm和Xc的降低和升高的幅度均远远高于DBS的。其中PLA的tg和tm的降幅达到20多度结晶度由31.4%升高至70.0%左右。PEG增塑PLA的最佳质量分数为10%~15%;PEG相对分子质量在6000~ 10000的增塑增韧效果较好。

DOP,TBC,TPPi和DBS4种增塑剂 质量分数约为15%时,增塑PLA断裂伸长率达 到最大值,PLA呈韧性断裂行为,其中TPPi和DBS的增塑效果最好。TPPi和DBS都能明显降低PL A玻璃化转变温度,对PLA有结晶成核剂作用,尤其是TPPi能显著地加速PLA结晶,增大其结晶度。


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