滑石粉、氧化锌柱撑有机皂石复合填料对聚乳酸结晶及性能的影响

2014-12-26

聚乳酸是一种脂肪族聚酯类热塑性材料，其主要合成原料来源于可再生农作物，是一种十分具有应用前景的高性能材料，近年来被广泛应用在生物医学、食品包装、纺织工业以及工程塑料方面。，在实际生产过程中聚乳酸存在冲击强度较低、性脆、热变形温度地、结晶速率慢、结晶周期较长等缺陷，这些缺陷在一定程度上都影响了聚乳酸的发展与应用。研究发现：少量无机层状硅酸盐可作为填料改性剂添加到聚乳酸基体中，不仅可以提高结晶速率，增强聚乳酸的结晶性能，还可以增强聚乳酸材料的热稳定性和力学性能。

滑石粉是一种无极成核剂，但因其表面含有亲水基因，具有较高的表面能，导致与疏水性的聚合物间的亲和力较差，因而对滑石粉进行表面处理可提高滑石粉与聚合物的分散性与界面相容性。皂石是中国新疆所特有的三八面体结构的层状硅酸盐，其优异的表面性能、膨胀性能、阳离子交换能力而备受关注，将纳米氯化锌插层到皂石层间并用十六烷基三甲基溴化铵对其有机改性制备氧化锌柱撑有机皂石。以氧化锌柱撑有机皂石做为填料添加到聚乳酸材料中不仅能够提高聚乳酸材料的性能，还可将纳米氧化锌的优异性能赋予材料中。

（1）滑石粉经过十八烷基三甲基溴化铵预插层改性处理后，在9.42°的首衍射峰明显减弱，并且向低角度区域平移，滑石粉层间距增大，同事由于表面改性滑石粉与聚乳酸基体的良好界面相容性，也有利于制备插层型聚乳酸基纳米复合材料；

（2）氧化锌柱撑有机皂石被剥离形成纳米级皂石片层，与改性滑石粉共同起到异相成核作用，复合材料PMTZ3的结晶度为43.0%，比Po提高了87.0%；

（3）添加0.3份氧化锌柱撑有机皂石时，材料的拉伸强度达到最大值40.3MPa,比纯聚乳酸增加了约140.9%；复合材料的热分解温度达到357.79℃，比纯聚乳酸提高了7.07℃；氧化锌柱撑有机皂石与改性滑石粉的复合填料可有效提高聚乳酸基复合材料的力学性能及热稳定性。