对聚乳酸（PLA）的耐热性研究

相对于PBAT材料，PLA更多的被应用于一些高温领域，而热饮吸管，对于产品的温度就有一定的要求。但首先要了解，PLA的热变形温度到底受哪些因素影响？

产品的热变形温度受到以下三方面影响：第一，对于无定高分子，材料的热变形温度主要与分子链的活动能力相关，热变形温度在玻璃化转变温度附近；第二，对于结晶性高分子材料，无定型区域小，材料的热变形温度主要受到结晶区域的影响，当结晶度在一定的范围内时，结晶度增加时材料的热变形温度与熔融温度越接近；第三，加入无机填料或者其他刚性填充物会阻碍分子链的运动，或者加入交联改性剂，链段活动能力降低，同时，填料超过一定的添加量时可以形成刚性的网络结构，在一定程度也能改善材料的耐热性能。

PLA的玻璃化转变温度在 60℃左右，熔融温度在 170℃附近。和另外两种通用塑料聚丙烯和聚苯乙烯相比，PLA 的熔融温度与聚丙烯的熔融温度接近，玻璃化转变温度比聚苯乙烯温度略低。但是，聚苯乙烯的热变形温度接近100℃，满足一次性用品的基本耐热性要求，聚丙烯的的使用温度更是达到120℃，用聚丙烯制造的一次性餐具可以应用于微波炉解热，而未经过特殊处理的PLA产品的热变形温度只有55℃左右，完全达不到一次性餐饮用品杯子、餐盒的耐热性使用要求。在制备通用的薄膜、挤出、注塑产品时，PLA过低的热变形温度使得产品在运输、储存过程中容易发生变形、失效，产品的成品率降低，生产成本进一步增加，严重的限制了PLA产品的使用范围。

PLA 作为一种半结晶性高分子，熔融温度达到170℃，材料的耐热性能差，主要原因在于普通的加工成型过程中PLA结晶速率慢，产品最终的结晶度低。PLA 的分子链中手性碳原子上含有一个-CH3，分子链成型典型的螺旋结构，链段活动能力低。而高分子材料的结晶能力大小与分子链的活动以及成核能力密切相关。在普通加工成型的降温过程中，适合结晶的温度窗口非常小，使得最终产品的结晶度小，热变形温度低。因此，对 PLA材料进行成核、热处理、交联等改性研究，提高其热变形温度，改善耐热性能，对拓宽 PLA产品的应用范围具有重要作用。

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