PLBI/PDBI薄膜的立构复合结晶对其热学性能、力学性能和阻隔性能的影响
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内蒙古农业大学 食品科学与工程学院,内蒙古 呼和浩特 010018

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内蒙古自治区青年科技人才发展项目(创新团队NMGIRT2310);国家自然科学基金资助项目(21965026,52163012);内蒙古自治区科技计划(2021GG0337);内蒙古自治区研究生科研创新项目(S20231093Z)


Effects of Stereocomplex Crystal Formation of PLBI/PDBI Blended Films on Thermal, Mechanical and Barrier Properties
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    摘要:

    将聚(衣康酸丁二醇酯)共聚物 (PBI)分别引入到聚(L-乳酸) (PLLA)和聚(D-乳酸) (PDLA)主链中,合成出等分子量的聚(乳酸-衣康酸丁二酯)共聚物——PLBI和PDBI,将两者共混制备成不同比例的PLBI/PDBI薄膜。随着PLBI与PDBI共混比例的增加,总结晶度 (Xtotal) 呈现先增长后下降趋势,PLBI/PDBI50%能形成完全的立构复合晶体 (SC) 结构,Xtotal最高为32.44%,熔点高达189 ℃,热学性能大幅度提高。断裂伸长率先下降后增长,PLBI/PDBI共混薄膜在拉伸强度不变的情况下,断裂伸长率最高增大14倍为185%;PLBI/PDBI50%的拉伸强度为36.5 MPa,杨氏模量达1014 MPa,表现为脆性断裂。阻隔性能先增强后减弱,PLBI/PDBI50%薄膜的O2透过量降低至102 cm3/(m2·d),紫外线的透射率降低至11.39%,O2透过量和紫外线透过率降低为PLBI或PDBI薄膜的50%,显著改善PLLA的阻隔性能。

    Abstract:

    Poly (butylene itaconate) copolymer (PBI) was added to the main chains of poly (L-lactic acid) (PLLA) and poly (D-lactic acid) (PDLA) respectively, resulting in the synthesis of poly (lactic acid-butylene itaconate) copolymers, PLBI and PDBI, with equal molecular weight. The copolymers were blended into PLBI/PDBI films with varying mass ratios. As the blending ratio of PLBI and PDBI increases, the total crystallinity (Xtotal) first rises and then falls. PLBI/PDBI50% film can form a completely stereocomplex crystal (SC) structure, with an Xtotal of 32.44%, a melting point of 189 ℃, and a remarkable improvement in thermal properties. The elongation at break of PLBI/PDBI blended films first decreases and then increases, reaching the maximum of 185%, which is 14 times higher than that at a similar tensile strength. The tensile strength of PLBI/PDBI50% is 36.5 MPa, and the Young’s modulus is 1014 MPa, indicating brittle fracture. The barrier properties first improve and then deteriorate, with the O2 transmittance of PLBI/PDBI50% film dropping to 102 cm3/(m2·d), and the UV transmittance dropping to 11.39%. The O2 transmittance and UV transmittance are both 50% lower than those of the PLBI or PDBI films, which greatly enhance the barrier properties of PLLA.

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  • 收稿日期:2023-12-27
  • 录用日期:2024-06-19
  • 网络出版日期:2024-11-20
  • 在线发布日期: 2025-02-26
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