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如何提高PLA吸管的結(jié)晶度?

2021-12-27 688 蘇州和塑美

耐熱性是評價高分子材料性能的重要指標,根據(jù)材料的耐熱性不同,常將高分子材料分為通用高分子材料、工程高分子材料以及特種工程塑料。而對于聚乳酸材料而言,耐熱性上的不足更多的限制了其應(yīng)用場所。


目前非?;馃岬腜LA吸管,就是將聚乳酸材料制成吸管,但只能應(yīng)用于常溫飲品,在熱飲品中,表現(xiàn)的較為差勁。常規(guī)的PLA吸管,置于熱飲中,很快就會發(fā)生嚴重的形變,因為聚乳酸的耐熱溫度只有60℃左右。而決定聚乳酸(PLA)耐熱性能的就是材料本身的結(jié)晶度和結(jié)晶行為。


聚乳酸(PLA)是半晶型聚合物,具有一定的結(jié)晶能力,但結(jié)晶速率慢。傳統(tǒng)的成型加工工藝,比如擠出、注塑,在成型過程都涉及熔體的快速冷卻過程,以致于通常只能得到結(jié)晶度很低的聚乳酸制品。對于結(jié)晶度很低(<4%)的聚乳酸制品,一旦環(huán)境溫度接近玻璃化溫度Tg(聚乳酸的玻璃化溫度在60℃左右),制品就會發(fā)生變形。


提高聚乳酸(PLA)的耐熱性,主要兩大類。一是改善加工工藝,包括添加成核劑、熱退火等,提高聚乳酸的結(jié)晶度,從而改善其耐熱性能;二是通過與其他耐熱性高分子、或者無機納米填料共混,來實現(xiàn)改善耐熱性能的目的。


退火也是一種常用的提高聚乳酸結(jié)晶的工藝手段。退火屬于一種后加工手段,指在制品成型之后,繼續(xù)在玻璃化溫度以上保持一定時間,用以提高結(jié)晶度。


值得關(guān)注的是,在諸多研究中發(fā)現(xiàn),結(jié)晶度不僅與耐熱性有關(guān),也會顯著影響材料的力學(xué)性能。一方面,提高結(jié)晶度可以提高拉伸強度和彎曲模量;另一方面,退火對沖擊強度的影響比較復(fù)雜,一般來說,如果退火主要增加大量小尺寸晶體,那么斷裂過程往往能吸收更多的能量,因此具有更高的沖擊強度。


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