聚合物按形態可分為線性聚合物和超支化聚合物,其形態對聚合物的效能有重要影響。聚乳酸共混改性常用線性聚合物,但通常需要相容劑,在提高韌性的過程中往往犧牲了拉伸強度(或模量)。與線性聚合物相比,HBPs具有高度支化的三維結構、大量的活性端基、高溶解度和低熔體粘度,研究表明,端羥基HBP可以在熔融過程中與聚酐(PA)原位交聯,從而改善PLA的力學效能。PLA力學效能的提高主要是由於HBPEA(-NH2基團)與PLA(-C-O基團)之間形成氫鍵,但是需要開發一種高效增韌劑,在只需新增少量時就可以達到同樣的增韌效果。
本研究中將“一步法”合成的超支化聚酯與硬脂酸接枝,得到末端含有大量長硬脂酸鏈的長鏈超支化聚合物(LCHBP)。採用GPC和羥基值滴定法測定HBPE的數平均分子量為4.86×103,硬脂酸接枝率為47%。採用熔融法制備聚乳酸(PLA)/LCHBPs共混物。結果表明:與整齊的PLA相比,隨著LCHBP的增加,PLA/ LCHBP共混物的抗拉強度略有下降;而新增3.0 phr LCHBPs的聚乳酸的斷裂伸長率和衝擊強度分別提高了1360.0%和119.8%。此外,LCHBP摻入後,PLA的衝擊斷裂特徵明顯由脆性斷裂轉變為韌性斷裂,並形成大量的絲狀結構。因此,LCHBPs是一種優良的聚乳酸增韌改性劑。
總而言之,LCHBPs成功地提高了韌性同時不影響PLA的加工效能,使聚乳酸在包裝領域具有良好的應用前景。
文獻來源:Jianjian Sun, Yujuan Jin, BoWang, Huafeng Tian, Kaier Kang, Shuang Men, Yunxuan Weng. J. Appl. Polym. Sci. 2021, e51295.