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摘 要

本文通过熔融共混制备了聚乳酸/聚丙烯（PLA/PP）以及PLA/PP/PP-g-MAH共混物，测试两种共混物的力学性能发现当PLA/PP/聚丙烯接枝马来酸酣（PP-g-MAH）组分配比为40:48:12时，该材料的缺口冲击强度达到最大值12.96kJ/m²，但是材料的拉伸强度，断裂伸长率和弯曲模量均有所下降。随后研究了PP-g-MAH含量对PLA/PP（40:60）力学性能影响时发现随着PP-g-MAH含量的增加，材料的缺口冲击强度和断裂伸长率均有所提高，并在PP-g-MAH替代PP的含量为20%时达到最大值，但是对材料的拉伸强度和弯曲模量影响不大。偏光显微镜（PLM）观察结晶形态，发现随着PLA含量增加，球晶尺寸明显减小，数量密集增加；热变形温度（HDT）测试发现当PLA/PP/PP-g-MAH配比为20:64:16时耐热性能最好，其HDT达到最大值88°C。

关键词：聚乳酸 聚丙烯 力学性能 结晶形态 耐热性能

Reserach on the Mechanical Properties of Poly(lactic Acid)/Polypropylene Blends

ABSTRACT

In this paper, poly(lactic acid) (PLA)/polypropylene (PP) blends and PLA/PP/PP-g-MAH blends were prepared fully via melting mix and the mechanical properties of the two kinds of blends were studied . It was found that the notched impact strength reached the maximum value of 12.96kJ/m² at PLA/PP/PP-g-MAH (40/48/12), but the tensile strength, elongating at break and flexural modulus decreased. Then, the effect of PP-g-MAH content on the the mechanical properties of the PLA/PP (40: 60) blend was studied. It was found that the notched impact strength and elongating at break of the blend reached the maximum value when the PP-g-MAH content was 20% (based the PP), but the tensile strength and flexural modulus had little effect with increasing PP-g-MAH content. the morphology of crystalline of the two kinds of blends were investigated by polarizing microscope (PLM). The results showed that the spherulite size decreased significantly and the number increased densely with increasing PLA content. Finally, it was found that the thermal stability improved and the heat distortion temperature (HDT) of PLA/PP/PP-g-MAH (20/64/16) blend reached the maximum value of 88°C .

Key Words: Poly(lactic acid); Polypropylene; Mechanical properties; Morphology of crystalline; Thermal stability

目 录

摘 要 I

ABSTRACT...............................................................................................................................II

第一章 绪论 1

1.1 聚乳酸的概述 1

1.1.1 聚乳酸简介 1

1.1.2 聚乳酸的性能 1

1.1.3 聚乳酸的应用 2

1.2 聚丙烯的概述 2

1.2.1 聚丙烯简介 2

1.2.2 聚丙烯的性能 3

1.2.3 聚丙烯的应用 3

1.3 聚乳酸改性 3

1.4 聚乳酸共混改性的研究进展 4

1.4.1 聚乳酸/完全生物降解高分子共混体系 4

1.4.2 聚乳酸/非完全生物降解高分子共混体系 5

1.5 高分子相容性 5

1.5.1 不相容共混体系的增容 5

1.5.2 增容对PLA/PP共混体系性能的影响 6

1.6 课题研究目的、内容和方法 6

第二章 实验部分 8

2.1 主要原料 8

2.2 主要设备 8

2.3 试样制备 8

2.3.1 PLA/PP共混材料的制备 8

2.3.2 等温结晶样片的制备 8

2.3.3 样条的制备 9

2.4 测试与表征 9

2.4.1 力学性能测试 9

2.4.2 偏光显微镜（PLM）观察 9

2.4.3 热变形温度（HDT）测试 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 PLA含量对PLA/PP共混物力学性能的影响 10

3.2 PP-g-MAH含量对PLA/PP（40:60）共混物力学性能的影响 12

3.3 PLM观察 15

3.4 热变形温度（HDT） 16

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致 谢 22

第一章 绪论

近年来,大量使用不可生物降解的塑料导致了严重的环境污染，石油资源的急剧减少造成了严重的能源危机。使用可降解塑料和生物合成材料代替传统的不可生物降解塑料，既可以解决非降解性塑料废弃物造成的环境问题，也可以有效缓解能源危机，还可以打破各国对于产品包装设置的“绿色技术壁垒”。乳酸的聚合物或丙交酯单体的聚合物，即聚乳酸（PLA）是目前最具发展潜力的绿色塑料之一。

1.1 聚乳酸的概述

1.1.1 聚乳酸简介

PLA是从玉米、马铃薯等植物资源中提取出原料淀粉，然后经过一系列的化学反应得到乳酸，最后聚合形成具有生物降解性的脂肪族高分子材料。从中不难看出其具有完全生物降解性和植物来源性两大特点，大量使用PLA可以减少对石油资源的依赖，对环境的可持续性发展具有重要意义。

PLA的合成可以有两种不同的途径，即乳酸直接缩聚和由丙交酯开环聚合^[1-2]。直接缩聚法是乳酸中的羟基和羧基进行脱水缩聚反应，但只能获得分子量较低的PLA。因此，需要通过共沸蒸馏、扩链反应等方法获得高分子量PLA。丙交酯开环聚合是乳酸在低压催化下转化为乳酸环状二聚物丙交酯，再由丙交酯开环聚合制备PLA。

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