聚乳酸聚酯共混体系熔体流变性能研究于翔

聚乳酸／聚酯共混体系熔体流变性能研究＊

于　翔，李静静，王延伟

（河南工程学院材料与化学工程学院，郑州４５０００７

）摘要 对聚酯与聚乳酸共混体系的相容性及熔体流变性能进行了研究。首先制备不同比例的ＰＥＴ／ＰＬＡ共混体系，并利用示差扫描量热仪（ＤＳＣ）研究共混体系的相容性，发现ｍ（ＰＬＡ）／ｍ（ＰＥＴ）在２０％以内时相容性较好。而后利用毛细管流变仪研究了不同温度、不同剪切速率下共混体系的熔体流变性能，发现随ＰＬＡ含量的增大，非牛顿指数先增加后减小，且在ｍ（ＰＬＡ）／ｍ（ＰＥＴ）＝１０％时出现极大值；黏流活化能则随ＰＬＡ含量的增大而降低；另外当ｍ（ＰＬＡ）／ｍ（ＰＥＴ）＝１０％时的共混体系可纺性较好。

关键词 聚对苯二甲酸乙二醇酯　聚乳酸　熔体流变性　非牛顿指数　黏流活化能　结构黏度指数中图分类号：Ｏ０６３ 文献标识码：Ａ

Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｌｔ　Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｐ

ｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＰＥＴ　ａｎｄ　ＰＬＡ　ＢｌｅｎｄｓＹＵ　Ｘｉａｎｇ

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，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｖｉｓｃｏｕｓ　ｉｎｄｅｘ　＊河南省科技厅重点攻关项目（

０８２１０２２８０００２）　于翔：男，１９７９年生，讲师，博士　Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｘｐｏｌｙ

ｍｅｒ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 开发可生物降解高分子材料（

如ＰＬＡ、ＰＢＳ等），不仅可以缓解石油危机，还可以解决废弃塑料对环境造成的污染，

从而起到保护环境的作用［

１］

。目前研究较多的生物降解高分子材料是脂肪族聚酯［

２］

，如ＰＬＡ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＡ等。因为其主链中含有易水解的酯键，且分子链柔顺，很容易在微生物的作用下借助酶的催化而发生降解。但脂肪族聚酯在使用过程中暴露出的诸多

缺陷（如熔点低、力学性能差、成本高等）［３］

，限制了其作为材

料的推广使用。与之不同，芳香族聚酯则具有热性能稳定、力学性能优良、价格低廉等优势，但使用后较难降解，极耐微生物侵蚀。利用共混的方法，可使两类材料取长补短，相得

益彰。聚乳酸（ＰＬＡ）是一种可完全降解的环境友好材料［４］

，同时也是绿色生态高分子材料［５－９］

，被认为是替代石油基塑

料最具潜力的产品

［１０，１１］

，并且ＰＬＡ具有良好的生物相容性

和生物降解性［１２］

，将其与聚酯共混后可改善聚酯的可降解能

力。可降解聚酯既能在使用时发挥聚酯本身的优良性能，又

不会在废弃时给环境带来污染［

１３］

。聚合物的流变性一直以来都是高分子物理领域研究的

热点，但聚合物流变学仅有数十年的发展历史，对很多方面只有初步的认识，特别是共混体系的熔体流变性能。对于

ＰＥＴ熔体流变的研究报道较多，

如崔宁等［１４］

利用Ｈａｋｋｅ流变仪以连续的方法模拟熔体在挤出喷丝孔时的流变行为，并

研究了ＰＥＴ熔体从毛细孔挤出时的流动活化能、表观黏度等流变性质。结果表明，聚酯在熔融状态下表现出假塑性流体的性质，表观黏度随剪切速率的提高而降低；其流动活化能随剪切速率的提高而降低，而在低剪切区域和高温下表现出趋向于牛顿流体的行为。不过，对ＰＥＴ／ＰＬＡ共混体系的熔体流变研究至今未见文献报道。

１　实验

１．１　实验样品

ＰＥＴ：粒料，特性黏度（０．８５±０．０２）ｄＬ／ｇ

，碳酸瓶级聚酯切片，江苏三房巷集团有限公司；Ｌ－型聚乳酸（

ＰＬＬＡ）：粒料，分子量２．５×１０

５

，吹膜级，宁波环球塑料制品有限公司。１．２　实验仪器

（１

）双螺杆挤出机：武汉市瑞鸣塑料机械制造公司，·

９５·聚乳酸／聚酯共混体系熔体流变性能研究／于　翔等