改變聚乳酸(PLA)基體中滑石粉(TALC)的添加量,聚乳酸(PLA)專用滑石粉用鈦酸酯、硅烷偶聯劑(KH550)和十八胺進行改性,通過力學性能、差熱分析(DTA)、動態再結晶和掃描電鏡(SEM)等一系列測試手段對復合材料性能進行表征分析。結果表明:聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)含量在1%(質量分數)時,復合材料的拉伸強度達到峰值,為62.5MPa;聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)經硅烷偶聯劑KH550改性后,復合材料的拉伸強度可進一步提高至72.1MPa。表面處理后,聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)/聚乳酸復合材料的結晶速率相比較處理前進一步得到提高。
具體數據研究表明:用硅烷偶聯劑聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)進行改性后,采用原位聚合法制備出不同質量分數的聚乳酸/滑石粉(PLA/TALC)復合材料,并采用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、核磁共振波譜儀(NMR)、熱失重分析儀(TG)、偏光顯微鏡(POM)等方法對復合材料進行表征。聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)粒子在復合材料中均勻分散;PLA/含量3%聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)的復合材料的拉伸強度、沖擊強度分別比純PLA增加了102.56%和47.83%,復合材料的熱穩定性也明顯提高;聚乳酸(PLA)專用滑石粉(Talc)促進了PLA結晶性能,在一定程度上提高其力學性能,復合材料降解速率比于純PLA明顯加快。在聚乳酸(PLA)體系的結晶行為研究證明,聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)是聚乳酸有效的成核劑,聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)的加入顯著提高了聚乳酸(PLA)的結晶速度和結晶度,實驗證明1份聚乳酸(PLA)專用滑石粉(TALC)為比較適合的用量。
滑石粉(TALC)在聚乳酸(PLA)改性中有三大作用:
①降本,滑石粉(TALC)填充聚乳酸(PLA)復合材料的制備方法,提供一種外表美觀、剛性好、制品成型周期短、質輕價廉的耐熱型聚乳酸(PLA)復合材料制備技術和方法。
②提高強度:天然的滑石粉(TALC)進行熔融共混,復合材料為完全可生物降解材料;具有優異的力學性能,其中拉伸強度可以達到50?70MPa。
③提高耐熱性,聚乳酸(PLA)由于其自身的結晶以及成核劑滑石粉(TALC)的促進結晶作用,使其具有較好的耐熱性能。