摘要
淀粉(ST)作为生物基可降解材料来源广泛且价格低廉，将其与聚乳酸(PLA)复合可以大幅降低PLA的使用成本并适用于多种加工方式，但现有的研究中PLA/ST复合材料通常存在使用性能不佳的问题，限制了PLA/ST复合材料的推广使用。针对上述问题，本文分别从表面改性和界面层改性的角度出发对PLA/ST共混体系进行增容改性，为改善PLA/ST复合材料性能提供新思路。 鉴于淀粉的多羟基结构使其存在较强的亲水性，与PLA共混存在极性相差大和分散性不佳的问题，利用环氧基团反应活性较高的特点，首先选用KH-560硅烷偶联剂利用其硅烷氧基与淀粉作用，环氧基团与PLA端基反应，在淀粉表面和PLA形成结合，改善了PLA与淀粉两相的界面作用，与PLA/ST共混物相比，偶联剂改性PLA/ST共混物拉伸强度由19.6MPa提高到53.4MPa，略高于纯PLA(52.6MPa)，同时共混物疏水性和热稳定性均得到一定程度提升。 在上述研究基础上，设计选用结构中含有环氧基团和双键的GMA，以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂，引发PLA形成自由基参与反应，GMA中双键与PLA反应后，利用GMA的环氧基团与淀粉上的羟基反应，在PLA与淀粉两相间形成“桥梁”，降低了PLA和淀粉组分间的界面张力，改善了PLA与淀粉之间的界面相容性，反应增容后的PLA/ST共混物拉伸强度提升至55.6MPa，热稳定性较硅烷偶联剂改性体系进一步提升。 结合表面结构改性的研究，本文进一步引入聚乙二醇(PEG6000)在淀粉表面形成增塑界面层，实现增塑增容与反应增容的结合，达到促进共混体系中淀粉的分散和改善增容效率的目的。将GMA、DCP和PEG一同作用于共混体系时，部分PEG与淀粉形成类似“核壳”形式的结构，另一部分分散在PLA基质中，部分与GMA中的环氧基团产生反应，在保证淀粉填充量的同时PEG对共混体系起到增塑作用并与GMA环氧基团反应形成交联网络结构，对PEG起到固定作用，使PEG迁移率降低至0.42%，复合改性的共混物具有良好的综合力学性能，断裂伸长率提升至272%，且冲击强度达到4.9kJ/m2。
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