2021-12-27 699 苏州和塑美
耐热性是评价高分子材料性能的重要指标,根据材料的耐热性不同,常将高分子材料分为通用高分子材料、工程高分子材料以及特种工程塑料。而对于聚乳酸材料而言,耐热性上的不足更多的限制了其应用场所。
目前非常火热的PLA吸管,就是将聚乳酸材料制成吸管,但只能应用于常温饮品,在热饮品中,表现的较为差劲。常规的PLA吸管,置于热饮中,很快就会发生严重的形变,因为聚乳酸的耐热温度只有60℃左右。而决定聚乳酸(PLA)耐热性能的就是材料本身的结晶度和结晶行为。
聚乳酸(PLA)是半晶型聚合物,具有一定的结晶能力,但结晶速率慢。传统的成型加工工艺,比如挤出、注塑,在成型过程都涉及熔体的快速冷却过程,以致于通常只能得到结晶度很低的聚乳酸制品。对于结晶度很低(<4%)的聚乳酸制品,一旦环境温度接近玻璃化温度Tg(聚乳酸的玻璃化温度在60℃左右),制品就会发生变形。
提高聚乳酸(PLA)的耐热性,主要两大类。一是改善加工工艺,包括添加成核剂、热退火等,提高聚乳酸的结晶度,从而改善其耐热性能;二是通过与其他耐热性高分子、或者无机纳米填料共混,来实现改善耐热性能的目的。
退火也是一种常用的提高聚乳酸结晶的工艺手段。退火属于一种后加工手段,指在制品成型之后,继续在玻璃化温度以上保持一定时间,用以提高结晶度。
值得关注的是,在诸多研究中发现,结晶度不仅与耐热性有关,也会显著影响材料的力学性能。一方面,提高结晶度可以提高拉伸强度和弯曲模量;另一方面,退火对冲击强度的影响比较复杂,一般来说,如果退火主要增加大量小尺寸晶体,那么断裂过程往往能吸收更多的能量,因此具有更高的冲击强度。
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