蒙脱土/聚乳酸复合材料的制备与表征

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聚乳酸(PLA)/层状硅酸盐纳米复合材料因其高模量、优异的力学性能和热性能、良好的气体阻隔和阻燃性能、优异的生物降解性和较高的热变形温度,巳引起人们的广泛关注。   蒙脱土是制备聚合物层状硅酸盐复合材料中常用的硅酸盐,它是一种2∶1型的层状片层结构,层间吸附、维持电荷中性的Mg2+,Na+和Ca2+以及水分子。这些阳离子在一定条件下可与有机季铵盐阳离子或无机阳离子交换,使层间距增大,亲油性增强。   本课题采用溴代十六烷吡啶对蒙脱土进行有机改性,取得了良好的插层效果。X-射线衍射(XRD)测试结果表明:有机改性剂插入蒙脱土的片层间,层间距发生大幅度变化,从改性前的1.34 nm增加到2.00nm。   采用溶液共混法,以聚酯(PCL)1000对聚乳酸进行增塑改性。用综合热分析仪(TGA&DSC)对改性聚乳酸热性能进行了表征。讨论了增塑改性后的聚乳酸分别与有机蒙脱土,环氧树酯和聚氨酯制得聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料,聚乳酸/环氧树酯/蒙脱土纳米复合材料和聚乳酸/聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。分别采用X-Ray粉晶衍射、综合热分析、红外吸收光谱(IR)以及力学测试(FP)等方法对复合材料进行表征,结果表明复合材料热稳定性能明显提高,PLA插入有机蒙脱土(OMMT)片层间,形成了插层型纳米复合材料。   采用填埋实验研究了复合材料在自然填埋条件下的降解性能和膜质量损失法研究了复合材料在碱性介质中的降解性能。实验结果表明,所制得的复合材料具有较好的降解性能。
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