聚乳酸增塑与聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性研究

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优异的综合性能，如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。

但其缺口冲击强度低、成型收缩率大、耐水解性差、易受卤化烃侵蚀，经玻纤增强后，因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲。

PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用。

下面，简单的阐述了PBT改性中一些常见问题的原因和改善方法。

1. 缺口敏感性原因：PBT分子中的苯环和酯基形成大的共轭体系，减小了分子链的柔曲性，使分子刚性增加，并且极性酯基、羰基的存在使分子间作用力增大，分子刚性进一步增强，从而韧性很差。

解决方法：a) 聚合改性聚合改性就是通过共聚、接枝、嵌段、交联等手段在聚合过程中在PBT分子中引入新的柔性链段，使其具有良好的韧性。

b) 共混改性共混改性就是将改性剂或高冲击强度材料与PBT共混或复合，使其作为分散相分布在PBT基体中，利用两组分的部分相容性或适当的界面黏结作用，提高PBT的缺口冲击性能。

如在PBT中添加反应性增容剂POE-g-GMA，通过GMA与PBT的端羧基的原位增容反应，加强界面作用力，以达到增韧效果。

2. PBT薄壁制品需要更高的流动性薄壁电子元件在电子电器、汽车电子工业领域，组件更薄是趋势，这就要求材料需要更高的流动性，才能以尽可能小的相应浇注器械的填充压力或合模力来实现型模的填充。

利用低黏度的热塑性聚酯组合物也常常能实现更短的循环周期。

另外,良好的流动能力对于例如质量分数超过40%的玻璃纤维和/或矿物质的高填充热塑性聚酯组合物来说也是非常重要的。

改善方法：1.选择低分子量的PBT，但是分子质量降低会影响机械性能。

2.借助流动促进剂如硬脂酸酯或褐煤酸酯,可以改善PBT流动性,但这类低分子质量酯会在产品加工和使用过程中渗出。

3.对于需要增韧的PBT材料，增韧剂的加入一定会导致流动性下降，故而需要选择对流动性影响更小的增韧剂。

Value Engineering• 227 •聚乳酸的改性研究进展T h e R e s e a r c h P r o g r e s s o n M o d i f i c a t i o n o f P o l y l a c t i c A c i d曹强C A O Q i a n g(渭南师范学院化学与材料学院，渭南714099)(College of C hem istr^^and M a te ria l,W e in a n Nor^nal U n iv e rs ity,W e in a n714099, C hina)摘要：聚乳酸是一种新型无毒的材料,有较好的生物相容性和生物降解性，是性能优良的绿色高分子材料,本文综述了聚乳酸的 改性研究进展，展望了其应用前景。

A b s tr a c t:The p o ly la c tic a cid was a k in d of new non-to x ic m a te ria l,w h ic h was b io co m p a tib le and b io d egrada ble.I t was a fin e perfor^nance green p o lym e r m a te ria l.The research progress of the m o d ific a tio n of p o ly la c tic a cid was re vie w ed.The a p p lic a tio n prospects of m o d ifie d p o ly la c tic a cid were discussed.关键词：聚乳酸;改性;共聚;共混；复合K e y w o rd s:p o ly la c tic a c id；m o d ific a tio n；c o p lym e riza tio n；b le n d；com posite中图分类号:T Q311 文献标识码:A文章编号=1006-4311(2017)23-0227-03〇引言聚乳酸简称为P L A，因为具有较好的相容性和降解 性，所以在医药领域得到了广泛的应用，如生产一次性的 点滴用具、美容注射粒子、□腔膜、心脏支架等方面得到了 很广的应用。

聚乳酸改性欧阳歌谷（2021.02.01）聚乳酸由于自身存在一些缺陷，从而影响了其加工性能和应用，主要缺陷有：自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。

具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形；另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具有亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。

聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、羟基磷灰石、据羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混，制备各种不同结构和性能的共混体系，满足不同的应用。

聚乳酸的改性方法一般分为化学改性和物理改性。

化学改性主要是通过接枝交联等途径引入各种类型的功能化侧基（如羧基、氨基、羟基等）改变PLA主链的化学结构或表面结构，从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能；物理改性主要是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA的机械、光学、热学等性能。

一、化学改性⑴表面改性PLA表面改性原理是，利用改性剂改善其表面组织与性能，从而提高与其他材料之间的粘附性。

通过表面改性，赋予了PLA衍生物良好的生物相容性，使其应用更为广泛。

Li等用淀粉（starch）对PLLA进行表面改性，获得了中等阻抗性的St-g-PLLA，将St-g-PLLA与PLLA共混得到的材料的机械性能明显优于PLLA/starch共混物。

Aiping Zhu等通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的羧基进行反应，将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。

利用4-叠氮苯甲酸的光敏性，采用咋外光照射涂抹在PLA薄膜表面的壳聚糖，叠氮基团光解，从而将PLA和壳聚糖共价连接起来。

改性后壳聚糖上的羟基和氨基又可以引入其他的官能团，从而可以对PLA进行进一步的改性。

⑵共聚改性由于内酯开环均聚物如PLA、聚己内酯等均为疏水性物质，且降解周期也难于控制，常需与其他单体共聚来改变材料的亲水疏水性、结晶性等，根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制聚合物的降解速度。

聚乳酸（PLA）合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中，聚乳酸（PLA）塑料是一种脂肪族聚酯，是具有生物相容性的热塑性塑料，它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。

这篇综述提供了目前的PLA市场信息，并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。

%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325目前，全世界塑料年产量已经超过2亿t，相应的，塑料废弃物也逐年增加，严重污染环境，减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解，不会造成环境污染的生物降解材料。

聚乳酸（Poly Lactic Acid，PLA）就是一种可生物降解材料。

PLA有三种立体化学存在形式，聚L－乳酸（PLLA）、聚D－乳酸（PDLA）和聚DL－乳酸（PDLLA）。

聚乳酸增韧开题报告聚乳酸增韧开题报告摘要：聚乳酸（Poly lactic acid，PLA）是一种生物可降解的高分子材料，具有广泛的应用潜力。

然而，其脆性和低韧性限制了其在许多领域的应用。

因此，如何增强聚乳酸的韧性成为了研究的热点。

本报告旨在探讨聚乳酸增韧的研究现状和未来发展方向。

1. 引言聚乳酸是一种由可再生资源制备的生物可降解高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性。

由于其优良的性能，聚乳酸在医疗、包装、纺织、电子等领域得到了广泛应用。

然而，聚乳酸的脆性和低韧性限制了其在某些领域的应用。

2. 聚乳酸的韧化方法2.1 增加分子量聚乳酸的分子量对其力学性能有重要影响。

增加聚乳酸的分子量可以提高其韧性，但也会导致加工性能下降和降解速率减慢。

因此，需要在分子量增加和加工性能之间找到平衡点。

2.2 共混改性通过将聚乳酸与其他高分子材料进行共混改性，可以有效提高聚乳酸的韧性。

常用的共混改性材料包括聚酯、聚酰胺、聚醚等。

共混改性可以通过改变材料的相互作用和结构来改善聚乳酸的力学性能。

2.3 添加增韧剂添加增韧剂是一种常用的聚乳酸增韧方法。

增韧剂可以通过增加聚乳酸的韧性相位或形成韧性相互作用来提高其力学性能。

常用的增韧剂有弹性体、纳米颗粒、纤维素等。

3. 聚乳酸增韧的研究进展目前，聚乳酸增韧的研究主要集中在以下几个方面：3.1 界面改性通过界面改性可以改善聚乳酸的界面相容性，提高其力学性能。

常用的界面改性方法包括改变界面结构、添加界面活性剂等。

3.2 结晶行为调控聚乳酸的结晶行为对其力学性能有重要影响。

通过调控结晶行为，可以提高聚乳酸的力学性能。

常用的方法包括添加结晶助剂、调控结晶速率等。

3.3 界面增韧界面增韧是一种有效的聚乳酸增韧方法。

通过在聚乳酸界面形成韧性相互作用，可以提高其力学性能。

常用的界面增韧方法包括界面交联、界面改性等。

4. 聚乳酸增韧的未来发展方向4.1 多尺度增韧未来的研究可以将多尺度增韧应用于聚乳酸的增韧中。

第20卷第4期高分子材料科学与工程V o l.20,No.4　2004年7月POLYM ER M ATERIALS SCIENCE AN D EN GIN EERING Jul.2004生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展姚军燕,杨青芳,马　强(西北工业大学化学工程系,西安710072)摘要:在对生物医用高分子材料聚乳酸的生物性能、物理力学性能进行概述的基础上,介绍了对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、复合等改性的方法及作用。

经改性后聚乳酸的力学性能、亲水性能或反应功能可以得到某些改善,且其降解性能不受影响,从而更好地满足了在生物医用及环保中的应用需要。

关键词:聚乳酸;生物医用材料;共聚;共混;复合中图分类号:T B39 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2004)04-0028-05 目前,生物医用高分子材料作为功能高分子材料的分支之一,发展非常迅速,广泛用作组织工程材料、人体器官、药物控制释放材料、仿生智能材料等[1]。

其中聚乳酸(PLA)因具备良好的生物相容性、生物降解性、无毒,在医学上用作医用免拆线的外科手术缝合线、骨修复材料、药物控制释放材料、人工骨、人造皮肤、眼科植入材料等。

另外,聚乳酸制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等,可解决废塑料公害问题[2]。

所以对它的研究极具医学意义和环境意义。

聚乳酸具有较高的拉伸强度、压缩模量,但质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形;另外,聚乳酸的化学结构缺乏反应性官能基团,也不具有亲水性,降解速度需要控制。

通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、分子修饰、复合等改性方法可实现对聚乳酸的降解性能、亲水性及力学性能的改进,还可获得成本低廉的产品,从而更好地满足在医学领域或环保方面的应用需求。

1　增塑改性把生物相容性增塑剂如柠檬酸酯醚[3]、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚[4]、低聚物聚乙二醇(PEG-400,PEG-1500)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇添加入聚乳酸基体,通过研究经增塑后的聚乳酸的玻璃化温度、结晶温度、熔点、结晶度、弹性模量、断裂延伸率的变化可知[5],增塑剂的加入使聚乳酸大分子链的柔性提高,玻璃化温度降低非常明显,其弹性模量下降,断裂伸长率提高,即在一定程度上韧性增加。

聚乳酸的扩链及其改性的研究聚乳酸是一种可生物降解的聚合物，具有广泛的应用领域。

然而，由于其刚性结构和低韧性，聚乳酸的应用受到了一定的限制。

为了改善聚乳酸的性能，研究人员开展了扩链和改性的研究工作。

扩链是通过引入外部功能基团，调节聚乳酸的结构和性能。

其中，一种常用的扩链方法是加入共聚单体。

共聚单体可以提高聚乳酸的极限拉伸强度和韧性，改善其耐热性和刚性。

例如，通过掺杂苯乙烯等共聚单体，在聚乳酸中形成互穿网络结构，提高了其力学性能。

此外，还可以通过掺杂聚醚、聚酯等共聚单体来改善聚乳酸的热稳定性。

此外，聚乳酸的改性也被广泛研究。

一种常用的改性方法是加入纳米填料。

纳米填料可以通过增加界面相互作用来提高聚乳酸的力学性能和热稳定性。

常用的纳米填料包括纳米氧化物、纳米碳酸钙、纳米纤维素等。

例如，通过引入纳米纤维素，可以增加聚乳酸的拉伸强度和弹性模量，改善其热稳定性和降解速率。

此外，改性的方法还包括共混和交联。

共混是将其他可溶性高分子与聚乳酸混合，以改善聚乳酸的物理性能。

例如，将聚乳酸与聚乳酸共混，可以增加其弯曲模量和硬度，提高其热稳定性。

交联是通过引入交联剂将聚乳酸交联成三维网络结构，以提高其力学性能和热稳定性。

交联剂常用的有聚酸酐、环氧树脂等。

除了扩链和改性，研究人员还通过调控聚乳酸的晶型结构，改善其性能。

聚乳酸有两种晶型：α和β。

其中，α相具有较好的可生物降解性和生物相容性，但韧性较差；β相则具有较好的力学性能，但可生物降解性差。

通过控制结晶条件和溶剂种类，可以调控聚乳酸的晶型结构。

此外，还可以通过分子取向、拉伸等方法来改变聚乳酸的结晶行为。

综上所述，通过扩链和改性，可以显著改善聚乳酸的性能，拓宽其应用领域。

未来的研究还可以进一步探索扩链和改性的新方法，提高聚乳酸的性能和应用前景总之，通过加入纳米填料、共混和交联以及调控聚乳酸的晶型结构，可以显著改善聚乳酸的力学性能、热稳定性和降解速率。

这些改性方法为聚乳酸的广泛应用提供了新的可能性。

第45卷 第9期 包 装 工 程2024年5月PACKAGING ENGINEERING ·105·收稿日期：2024-03-18基金项目：上海市青浦区科学技术协会学会咨询项目（QPXHB23-04） 生物可降解高分子材料增韧共混改性研究进展陈晨1，潘宇飞1*，于绍凤2，李军1，熊露璐3（1.上海工程技术大学，上海 201620；2. 上海现代农业园区发展有限公司，上海 201717；3.上海大觉包装制品有限公司，上海 201706）摘要：目的 综述国内外生物可降解塑料共混改性的常用策略，为高品质生物可降解塑料的工业化开发提供思路与理论方法。

方法 共混改性是高分子材料改性的常用策略，因其具有高效、经济的特点而被广泛采用，本文针对生物可降解高分子材料增韧共混改性策略，选取聚乳酸（PLA ）、对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT ）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS ）作为对象，对增韧共混改性研究现状进行归纳、总结和分析，同时对比各自的增韧改性效果及优点和不足。

结论 以生物可降解塑料取代不可降解塑料可以在很大程度上缓解当前的环境污染问题，在未来地膜和包覆材料中具有广阔的应用前景。

关键词：生物可降解；增韧；改性中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1001-3563(2024)09-0105-08 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2024.09.013Development Status of Polymer Materials Plastics Toughening andBlending ModificationCHEN Chen 1, PAN Yufei 1*, YU Shaofeng 2, LI Jun 1, XIONG Lulu 3(1. Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China; 2. Shanghai Modern Agricultural Park Development Co., Ltd., Shanghai 201717, China; 3. Shanghai Dajue Packaging Products Co., Ltd.,Shanghai 201706, China)ABSTRACT: The work aims to review the commonly used strategies for blending and modifying biodegradable plastics at home and abroad, and provide ideas and theoretical methods for the industrial development of high- quality biodegradable plastics. Based on the fact that blending modification was a commonly used strategy for polymer material modification, which was widely adopted due to its high efficiency and economic characteristics, this article focused on the biodegradable polymer materials. Poly (lactic acid) (PLA), butylene terephthalate (PBAT), and polybutylene succinate (PBS) were selected as objects to summarize, conclude and analyze the current research status of toughening blending modification. At the same time, the toughening and modification effects, advantages and disadvantages of each were compared. In conclusion, replacing non degradable plastics with biodegradable plastics can greatly alleviate current environmental pollution problems. It has broad application prospects in future plastic films and coating materials.KEY WORDS: biodegradable; toughening; modification为了改善环境问题，越来越多的研究人员开始探索一种能够在较短时间内分解的绿色环保新型材料。

聚乳酸及其改性的研究和应用进展1 聚乳酸的研究进展绿色化学为开发新的乳酸衍生物拓展了思路，生物聚合物(如聚乳酸)就是绿色化学的应用领域之一。

目前环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料——聚乳酸(PLA)，它也称为聚丙交酯(polylactide)，属于聚酯家族。

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生，主要以玉米、木薯等为原料。

聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸中间体丙交酯具有3种立体异构体，因此由丙交酯开环聚合所得到的聚乳酸有多种链结构，如聚L一乳酸(PLLA)、聚D一乳酸(PDLA)和聚D，L 一乳酸(PDLLA)等，链结构决定了聚乳酸的性能。

Purac公司和Sulzer Chemtech公司联合开发一种新型低成本、高效的聚合工艺以生产高质量聚乳酸。

这种新型工艺基于先进的聚合和液化技术并利用由Purac提供的特种丙交酯以高效生产各种各样的PLA产品。

Purac提供丙交酯单体作为聚合进料并利用先进聚合技术与Sulzer合作以生产PLA。

这项工艺可大幅度降低工艺和产品的开发时间，从而促进PLA产品快速可靠地进入市场。

这项新工艺仅要求较少的投资，并具有放大化生产的巨大潜力。

Purac介绍说，由丙交酯合成PLA相当简单，而且不会产生任何副产品。

丙交酯是一种环状二聚物，由两种不同构型的乳酸单体组成。

使乳酸生成环状二聚体(丙交酯)，再开环缩聚成PLA。

在此过程中，丙交酯必须经过提纯，否则难以获得分子量较高的聚合物。

Pyramid Bioplastics公司在德国东北部威廉·皮克城应用Uhde Inventa Fischer公司(德国纤维机械制造商)的技术在建设年产6万t的装置。

计划于2012年建成，预计2010年全世界塑料消费量预计将达为2．5亿t，西欧消费量为4900万t(占19．5％，其中29．5 用于包装材料)，预计1445万t包装材料中5 (约70万t)会被以聚乳酸为主的生物塑料所替代。