聚乳酸**的耐熱性如何突破120℃的限制？

時(shí)間：2024-06-24作者：深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司瀏覽：10

**分子鏈剛性較大，因此結(jié)晶速率慢，在常規(guī)成型過程中得到的產(chǎn)品結(jié)晶度低，因而具有較低的熱變形溫度(HDT)，限制了其在高性能領(lǐng)域的應(yīng)用。耐熱性指材料在被制成產(chǎn)品后，能夠經(jīng)受較高的使用溫度而不造成形狀改變，進(jìn)而保持其使用性能的指標(biāo)。具有好的耐熱性的材料能夠在較寬的溫度窗口進(jìn)行使用。

可以通過熱變形溫度(HDT)以及維卡軟化溫度(VST)來對材料的耐熱性能進(jìn)行表征。**玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60℃左右，由于結(jié)晶度低，溫度達(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近時(shí)，**會(huì)發(fā)生變形，因此，表現(xiàn)出較差的耐熱性，這使得聚乳酸不能用來制作在高溫下使用的產(chǎn)品，例如食品容器、家用電器、電子產(chǎn)品、汽車零部件等。因此，改善**的耐熱性具有重要的實(shí)踐意義。

聚乳酸通常具有4種晶型，分別是α晶、β晶、γ晶、α′晶。α晶是較為常見且較穩(wěn)定的晶型。

通常情況下，α晶在熔融結(jié)晶及溫度較低的溶液紡絲等過程中形成；β晶在溫度較高的溶液紡絲過程中形成，其熔點(diǎn)比α晶低10℃左右，且穩(wěn)定性也比α晶差。

在高溫、高拉伸速率的情況下，α晶能夠轉(zhuǎn)變?yōu)棣戮?；γ晶一般是依附其他材料附生結(jié)晶得到。α′晶結(jié)構(gòu)與α晶類似，但是α′晶的分子鏈排列與α晶相比較為松散，因此其強(qiáng)度與耐熱性比α晶低。

由于乳酸分子中存在手性碳原子，可分為左旋乳酸和右旋乳酸兩種旋光異構(gòu)體，所以以其為單體合成的聚合物可分為聚左旋乳酸(PLLA)、聚右旋乳酸(PDLA)和聚內(nèi)消旋乳酸(PDLLA)三種。

在這三種聚乳酸中，PLLA和PDLA具有較高的熔點(diǎn)以及較快的結(jié)晶速率。在一定條件下，兩者可以進(jìn)行復(fù)合，形成立構(gòu)復(fù)合晶。立構(gòu)復(fù)合晶熔點(diǎn)在230℃左右，因此具有較高的耐熱性。

目前，提高聚乳酸耐熱性的方法有化學(xué)共聚、共混、交聯(lián)、熱處理和拉伸等，其*混包括與成核劑、無機(jī)粒子共混、與聚合物共混等。

本文總結(jié)了，近幾年聚乳酸耐熱改性的研究進(jìn)展及機(jī)制，并對聚乳酸材料的發(fā)展方向和前景進(jìn)行了展望。

**作為目前具有發(fā)展?jié)摿Φ纳锘山到饩酆衔锊牧现?，其耐熱性差的缺點(diǎn)已經(jīng)嚴(yán)重限制了**在高溫環(huán)境下的應(yīng)用。發(fā)展高性能高耐熱的聚乳酸基材料具有重大的意義。

可以通過化學(xué)共聚、交聯(lián)、加入成核劑、無機(jī)粒子、制備立構(gòu)晶、與高耐熱性聚合物共混、施加外場(熱處理、拉伸)等方法來改善聚乳酸的耐熱性。其中化學(xué)共聚相比于共混的方法較為復(fù)雜、成本較高；交聯(lián)的方法可能會(huì)對材料的加工性能、降解性能造成影響。

與生物基的成核劑、無機(jī)粒子、聚右旋乳酸以及高耐熱性的生物降解聚合物進(jìn)行共混并結(jié)合外場作用是具有研究**的改性方法之一。隨著聚乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)，可完全降解、高性能聚乳酸材料的制備將具有廣闊的應(yīng)用前景。

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