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拉伸诱导PLA取向与结晶论文被Macromolecules接收
发布时间:2019-07-03 16:01:36
        聚乳酸是一种生物可降解高分子,具有优良的生物相容性和较高的模量。同时,聚乳酸可以采用挤出、注塑等通用的熔融加工方法,便捷地制备成多种制品,有望取代传统的石油基高分子。但是,由于分子链刚性大,结晶能力差,聚乳酸表现出明显的脆性,限制其广泛应用。目前,共聚和共混是改善聚乳酸力学性能的主要途径。共聚通常是使用接枝或者嵌段的方法,在聚乳酸刚性分子链中引入软段,比如聚乙二醇和聚己内酯等。虽然共聚能够大幅度提高韧性,但是工艺复杂,流程冗长,生产效率低,很难应用于工业生产。同时,共聚无法避免有毒有害溶剂的使用,不利于环保和生产安全。相比于共聚,共混更加简单高效,更适合于大规模生产。但是不相容组分的引入,带来了较差的相界面,不利于性能的提高。若加入其他不可降解的组分,还会破坏聚乳酸的生物降解性。除此之外,共聚和共混两种方法面临的共同问题是:韧性的提高总是伴随着强度的损失。因此,如何在不加入其他组分的前提下,用可以工业化的手段实现聚乳酸的增强增韧,仍然是一个巨大的挑战。
        本工作使用挤出-热拉伸的方法,通过在玻璃化转变温度以上施加拉伸流动场调控了非晶分子链的取向与结晶,得到了高强高韧的聚乳酸薄膜。其中断裂伸长率从16.9 %提高到294.9 %,屈服强度从45.3 MPa提高到135.5 MPa。更有趣的是,样品即使在低温环境也能够保持高强高韧的特性,具有应用于极端环境的潜力。
 
Xin-Rui Gao, Yue Li, Hua-Dong Huang, Jia-Zhuang Xu, Ling Xu, Xu Ji, Gan-Ji Zhong,*Zhong-Ming Li *. Extensional Stress-Induced Orientation and Crystallization Can Regulate the Balance of Toughness and Stiffness of Polylactide Film: Interplay of Oriented Amorphous Chains and Crystallites. Macromolecules 2019, DOI: 
10.1021/acs.macromol.9b00932
全文首页链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.9b00932