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亚磷酸酯类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-23 11:16:10
本文介绍亚磷酸酯类扩链剂

聚乳酸(PLA)是一种环保型的生物可降解塑料,在力学性能和热性能方面与聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯等通用工程塑料相似,具有广阔的应用前景。然而聚乳酸热稳定性差、结晶速率缓慢的缺点,大大阻碍了它的进一步开发应用。

通过亚磷酸酯类扩链剂对聚乳酸扩链改性提高其分子量,是一种提高其热稳定性的有效方法。然而虽然亚磷酸酯结构众多,但对其结构差异对扩链效果的影响却鲜有研究,在扩链剂的选择和设计方面尚无可以借鉴的研究资料,因此深入研究亚磷酸酯类扩链剂不同结构对聚乳酸扩链效果的影响,具有十分重要的意义。

本文选用三苯基亚磷酸酯(简称TPP),三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称Irgafos168)、双2,2'-亚甲基二(4,6-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称M46TBPP)、亚磷酸二苯一异辛酯(简称PTC)和亚磷酸一苯二异辛酯(简称PDOP)五种结构不同的亚磷酸酯对聚乳酸进行扩链研究。

通过常温凝胶色谱仪(GPC)和旋转流变仪考察了P元素周围结构位阻和烷基取代对扩链聚乳酸分子量和流变性能的影响,结果表明扩链剂的添加有效提高了PLA的分子量和流变性能,使得聚乳酸热稳定性得到增强,而且P元素周围位阻以及烷基取代的存在均不利于扩链反应的进行。本文还优选出了扩链性能最好的三苯基亚磷酸酯TPP对聚乳酸进行扩链,并对其添加量以及反应温度、反应时间对扩链反应的影响做出了研究。

结果显示在TPP添加量为2wt%,反应温度为180。C,反应时间为15min时扩链效果最佳,扩链后的PLA分子量达到251,676g/mol,相对未扩链PLA-Virgin的分子量增加了90,462g/mol,增幅达到56.1%;同时其复合黏度,储能模量和损耗模量等流变性能也得到最大程度的增强,使得扩链后的聚乳酸热稳定性得到提高。



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差示扫描量热仪(DSC)测试表明PLA-TPP的氧化开始温度为278.0℃,比未扩链PLA-Virgin的251.4℃增高了27℃,在非等温条件下使用Ozawa方法和Kissinger方法解析得到PLA的降解活化能从129kJ/mol提高到147kJ/mol,增幅达到14%左右,说明扩链剂TPP的添加使得PLA耐热氧稳定性得到增强。

此外,本文还对TPP扩链后的PLA的结晶行为进行了研究,发现扩链后的PLA-TPP相对未扩链的PLA-Virgin,冷结晶温度从115.4℃降低到102.8℃,结晶度从30.2%提高到34.9%,并且冷结晶峰明显变窄,出现了不规整的α’晶向相对规整的α晶晶型的转变,说明扩链后的PLA结晶速率加快,结晶性能增强。

偏光显微镜(POM)测试发现扩链剂的添加并未改变PLA的晶体形态,使其仍然保持着球状晶体结构。此外,莫志深法研究其非等温结晶动力学的结果表明:随升温速率的增加,冷结晶温度逐渐增大,说明升温速率越快,达到某一相对结晶度所需的结晶温度越高;同时发现扩链后的PLA-TPP的F(T)值明显小于未扩链的PLA-Virg in,说明扩链后的PLA-TPP结晶所需的升温速率降低,PLA-TPP体系的结晶更加容易。

亚磷酸酯:亚磷酸酯分为液体亚磷酸酯和粉体亚磷酸酯两种液体亚磷酸酯化学名称:碳基-4,4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物液体,化学式C69H135O15P。

亚磷酸酯:亚磷酸酯分为液体亚磷酸酯和粉体亚磷酸酯两种

液体亚磷酸酯化学名称:碳基-4,4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物

碳基-4,4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物是相对应的一种高效辅助热稳定剂,可在高混、挤出、压延、吹膜、流延、涂塑、浸塑等领域使用过程中改善聚合物的颜色及加工热稳定性,本品的最大特点在于环保不含游离酚和壬基苯酚、双酚A,主用于复配复合液体钙锌和复合粉体钙锌、复合有机锡、有机稀土、亦可结合其它稳定剂配合使用,主要作协同辅助热稳定作用,具优异的拨离性。

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