北单比分3串1过滤模式:寧波材料所PLA增韌改性研究成果

北单比分奖金计算器 www.324103.live 乳酸(PLA)是目前應用潛力最大的可降解生物基塑料,具有高模量和高強度等優異的力學性能。在一次性使用制品如食品包裝、餐具、水杯、育苗缽和電子產品緩沖包裝等領域具有廣闊的應用前景,可有效避免和緩解當前不可降解的石油基塑料造成的“白色污染”等環境問題。因此,大力推進以PLA為代表的可降解生物基材料的使用,是實現綠色可持續發展的重要舉措。

然而PLA脆性大、韌性差、抗沖擊和抗撕裂強度低,對缺口敏感,因此在上述領域的實用價值受到極大限制,需對其進行增韌改性。傳統的增韌體系一般包括增塑劑、無機/有機剛性粒子、熱塑彈性體和可降解塑料等。增塑劑屬于小分子增韌體系,易遷出;剛性粒子與PLA基體的界面相容性較差,難以獲得優異的增韌改性效果。而熱塑彈性體和可降解塑料均無法在兼顧PLA優異的力學性能如高模量和強度及其可降解性能的前提下獲得優異的增韌改性效果。

針對這一問題,中國科學院寧波材料技術與工程研究所高分子事業部生物基高分子材料團隊結合熱塑彈性體和可降解塑料的增韌改性優勢,設計合成了一系列基于非平面環的可降解熱塑彈性體作為大分子增韌助劑并用于PLA的增韌改性,取得了一系列重要進展。

以1,4-環己烷二甲酸(CHDA)為代表的含非平面環結構化合物是一類既具有類似于平面苯環剛性,又具有脂肪鏈柔性和可降解性的化合物。其飽和六元脂環結構具有豐富的立體化學結構變化,不僅具有順式和反式構型轉變,也具有船式和椅式構型轉變。研究人員首先將CHDA非平面環結構引入傳統含軟段熱塑聚醚酯彈性體PBT-PTMG中,發現通過調控CHDA的含量和順反構型比例,可以方便地調控產物的力學和熱學性能(相關工作發表在RSC Advances, 2015, 5, 94091-94098)。在此基礎上,拋棄傳統熱塑聚醚酯彈性體結構中所必需的聚醚軟段結構,充分利用CHDA的立體化學結構變化特征,僅通過調控分子鏈中順式CHDA的含量,成功獲得綜合性能優異的可降解無軟段熱塑彈性體PBC(相關工作發表在Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3, 13637,并已申請國家發明專利201410609985.8)。在此基礎上,通過引入己二酸共聚單體調控其與PLA的相容性,獲得具有一定脂肪鏈含量的可降解熱塑共聚酯彈性體PBAC,并將其用于PLA增韌。經增韌改性后的PLA斷裂伸長率和抗沖擊強度顯著提高,取得了良好的增韌改性效果(相關工作發表在Composites Science and Technology, 2016, accepted)。下一步,研究人員將針對增韌改性機理及改性后的PLA可降解性能等進行系統深入的研究和評價,為推動PLA的大規模市場化應用奠定基礎。

上述工作得到寧波市自然基金(2014A610135)和國家自然科學基金青年基金項目(51503217)的支持,相關工作還榮獲2015年全國高分子學術論文報告會優秀墻報獎(2015年10月17-21日,蘇州),獲得了國內同行的廣泛關注和好評。(本文來源寧波材料技術與工程研究所,僅供參考學習)

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