德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU對(duì)PBSA的物理改性的研究
PBSA具有良好的機(jī)械性能和加工性能哺],但其結(jié)晶度高哺』J、脆性大而抗沖擊強(qiáng)度不足¨?,限制了其廣泛應(yīng)用。聚丁二酸一1,2一丙二醇酯(PPSU)是另一種無定形的生物可降解聚合物¨¨。筆者采用合成的PPSU對(duì)PBSA進(jìn)行物理共混改性,通過低比例的添加便大幅提高了其抗沖擊性能。并采用多種表征手段研究共混物中2種聚合物的相容性。
德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU的相對(duì)分子質(zhì)量表征
將得到的PPSU溶于四氫呋喃(THF),制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液,用Agilent 1100 Sefis凝膠色譜儀(GPC)進(jìn)行相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)試,THF流量為0.1mL/min,測(cè)得相對(duì)數(shù)均分子質(zhì)量為5.1×104,相對(duì)重均分子質(zhì)量為6.4×104。
德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU對(duì)PBSA結(jié)晶行為的影響
隨著PPSU加入,PBSA的結(jié)晶溫度呈下降趨勢(shì),但熔點(diǎn)為107"12基本沒有變化,說明PPSU的加入會(huì)減緩PBSA的結(jié)晶,但對(duì)PBSA結(jié)晶的熔融基本沒有影響。
隨著德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,體系的損耗峰值溫度(對(duì)應(yīng)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度t)呈上升趨勢(shì)。說明隨著PPSU比例的提高,更多的PPSU會(huì)和PBSA無定形區(qū)相容.從而逐漸提升PBSA的t。PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),只能觀察到1個(gè)t。而且比純PBSA的略有提高,表明在這一比例時(shí),兩組分是相容的;德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、20%、30%時(shí)可觀察到體系出現(xiàn)2個(gè)t:一15'E是溶有少量PPSU的無定形PBSA的L;一20C處肩峰是PPSU的t。為PPSU獨(dú)立成為一相而產(chǎn)生的L,其位置不隨PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而變化。
PBSA/德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU相差顯徽鏡測(cè)試結(jié)果
差顯微鏡結(jié)果表明,PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%和30%能夠看到明顯的相分離現(xiàn)象.且隨著PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低,PPSU分散相的尺寸在縮?。欢鳳PSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%和10%的共混物.在光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)下無法看到明顯的相分離現(xiàn)象。
德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU和PBSA屬于部分相容體系,隨著PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,PBSA無定形區(qū)能夠和更多的PPSU相容,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度呈上升趨勢(shì);同時(shí)PPSU也有部分成為獨(dú)立的一相,為分散相,且分散相的尺寸隨著PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而提高。
德國(guó)巴斯夫Ultrason S3010 PSU10 PPSU共混物的力學(xué)性能
物理共混加入PPSU對(duì)PBSA的力學(xué)性能影響,隨著PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,材料的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度有一定程度的下降,斷裂伸長(zhǎng)率呈先升高后下降的趨勢(shì);但沖擊強(qiáng)度隨著PPSU質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而大幅的提升。在加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的PPSU后,PBSA的沖擊強(qiáng)度從5.76 kJ/m2提升至8.60 kJ/m2,提高約49%。
結(jié)論
(1)本實(shí)驗(yàn)中合成了較高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丁二酸一1,2一丙二醇酯,通過和PBSA的物理共混,制備了PBSA/PPSU的一系列共混物;其中PBSA和PPSU屬于部分相容體系,PPSU的一部分可以和PBSA的無定形區(qū)相容,而另一部分PPSU會(huì)形成獨(dú)立的分散相。
(2)向工業(yè)級(jí)PBSA中物理共混少量PPSU,雖然會(huì)降低結(jié)晶速率,但可明顯改善PBSA的抗沖擊性能,并提高材料的斷裂伸長(zhǎng)率,且對(duì)材料熔點(diǎn)影響較小。而常見的加入共聚單體的方法,則會(huì)導(dǎo)致材料熔點(diǎn)的下降心’4’6。10’12—4。。由于PPSU本身也是可完全生物降解的材料,可作為一種綠色的增韌劑對(duì)PBSA進(jìn)行增韌改性,對(duì)于PBSA的工業(yè)化有一定的應(yīng)用意義。