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为了提高聚乳酸材料(PLA)的加工稳定性、热氧稳定性、水解稳定性以及阻燃性能,首先通过聚硅氧烷扩链剂的功能改性,制备同时含有磷硅两种元素的亚磷酸酯功能化聚硅氧烷扩链剂。然后通过与PLA的扩链反应实现扩链剂在PLA分子链上键合。一方面,通过扩链反应提高聚乳酸的分子量,进而改善聚乳酸的加工热稳定性和热氧稳定性;另一方面,利用扩链剂自身的疏水特性以及特殊的磷硅元素的协同阻燃作用,使聚乳酸具有较高的耐水解性能和阻燃性能。此外,由于聚硅氧烷扩链剂自身的柔韧性还赋予最终材料良好的力学性能。具体研究结论如下:采用溶胶-凝胶一步法制备了同时含有氨基和环氧基功能基团的聚硅氧烷(PSQ),然后用两步酯化法合成了一种亚磷酸酯功能化聚硅氧烷(PPSQ)。通过红外光谱分析、ICP测试、热失重分析和29Si核磁共振证实了亚磷酸酯成功接枝到聚硅氧烷上。通过调控PPSQ的用量、反应时间和反应温度,获得一个最优的加工工艺(即PPSQ添加量为2 wt%,反应温度为180 ℃,反应时间为10 min)进行扩链反应。此时得到的扩链聚乳酸在熔融剪切加工时表现出的稳定能力最强。重均分子量从空白PLA的198.6 kg/mol提高到213.0 kg/mol,提高幅度为7.3%。并且在最优加工条件下PLA样品机械性能得到提升,弯曲模量从空白的2507.2MPa上升到2569.9 MPa,拉伸强度从空白的47.1 MPa上升到55.2 MPa,冲击强度从空白的26.3 J/m上升到49.8 J/m,冲击强度的提升幅度高达89.4%。并且,采用Ozawa方法和Kissinge方法计算PLA氧化降解过程的反应活化能,发现扩链反应使得PLA的降解反应活化能从175 kJ/mol提高到187 kJ/mol,表现出良好的热氧稳定性。对扩链PLA进行了水解动力学的研究。发现,扩链反应的发生使得PLA体系的水解速率从4.94×10-3k/h降低到2.63×10-3 k/h,下降了46.8%。这与扩链反应所引起的分子量的提高,以及扩链剂自身的疏水特性所赋予PLA的良好疏水性能密切相关。最后,研究了磷硅两种阻燃元素的协同作用对PLA燃烧性能的影响。发现,当PSQ、PPSQ分别加入PLA时,体系的残炭量从3.3%提高到24.3%和11.3%,PLA样品的总热释放量从空白的78.5 MJ/m2降低到69.5 MJ/m2和65.5 MJ/m2,总烟释放量从空白的4.0 m2/m2降低到3.7 m2/m2和2.8 m2/m2。即同时含有磷硅两种阻燃元素的扩链剂使得PLA阻燃性能提升明显。此外,通过SEM、EDS、ICP和FTIR对PLA样品燃烧产物进行表面形貌、元素含量和特征结构表征,相比于Virgin-PLA和PLA-PSQ,PLA-PPSQ试样炭层表面均匀、致密,炭层较厚,燃烧产物表面硅元素含量更高,说明PLA-PPSQ生成的Si-C和Si-O保护层的量更多,所以PLA-PPSQ阻燃性能比PLA-PPSQ更好。