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研究与开发 毛佩林·PLA/Talc 复合材料结晶动力学研究

表 4 PLA/Talc 共混物的等温结晶参数
试样 T c /℃ X （t） n lgK t 1 / 2 t max
95 23.5% 2.11 -1.73 4.39 4.63
100 25.1% 2.28 -1.90 4.75 4.96
PLA/1%Talc 105 26.6% 2.39 -2.37 6.43 6.67
110 28.2% 2.44 -3.18 13.70 13.92
115 33.3% 2.45 -3.19 15.49 15.57
95 22.8% 2.04 -1.53 3.81 3.96
100 25.2% 2.19 -1.73 4.22 4.37
PLA/2%Talc 105 26.7% 2.30 -2.10 5.67 5.85
110 28.5% 2.37 -2.96 11.03 11.21
115 33.1% 2.41 -2.98 13.40 12.95
95 22.5% 2.18 -1.24 3.48 3.63
100 24.7% 2.09 -1.54 3.85 3.97
PLA/3%Talc 105 26.9% 2.23 -1.98 5.40 5.52
110 28.5% 2.33 -2.94 10.51 10.53
115 33.3% 2.39 -2.96 11.75 11.67
95 22.3% 2.03 -1.21 3.22 3.36
100 24.8% 2.01 -1.49 3.58 3.68
PLA/4%Talc 105 27.0% 2.15 -1.74 4.86 5.00
110 28.7% 2.19 -2.58 9.64 9.83
115 32.8% 2.22 -2.81 11.20 11.10

Talc 复合体系成核机理和生长方式并没有改变。在同 出现，而 Talc 作为 PLA 的成核剂使 PLA 共混物出现
一等温结晶温度下 ( 例如 105℃ )，随着 Talc 添加含量 明显的结晶峰，充分说明 Talc 是有效的成核剂 ；随着
的 增 加，PLA/Talc 共 混 物 的 X t 有 增 大 的 趋 势， 表 明 Talc 含量的增加，PLA 共混物的 T c 向高温偏移，结
随着 Talc 含量的增加，异相成核作用增强。 晶度提高，Talc 异相成核作用变强。
（5）Talc 起到了异相成核作用，增加了 PLA 共
3 结论 混物的成核密度，成核速率较快，PLA 在 Talc 外延附
（1）PEG 能改善 PLA 的结晶性能，PEG 能减小 着生长，所形成的球晶尺寸小。
PLA 分子链作用力，类似于增塑剂的作用效果，使 （6）PTaPEG 共混物在 1℃ /min 时 T c 为 109.63℃，
PLA 分子链运动能力增强，有利于规整排列参与到结 结晶度为 30.80%，随着降温速率的增加，PTaPEG 共
晶 ；在等温结晶过程中，PLA/PEG 共混物的 t 1/2 都随 混物的 T c 向低温偏移，结晶度减小，结晶速率提高。
T c 的升高先减小后增大，在 105 ℃ 时，PLA/5%PEG （7）在降温速率为 1 ℃ /min 时，PPEG5 共混物

共混物 t 1/2 最短，t 1/2 为 6 min，结晶速率最快 ； T c 提 的 T c 为 90.34℃，结晶度为 20.91%，但结晶速率慢 ；
高到 110℃，t 1/2 延长到 11 min。 在 PEG 含量不变的情况下 (5%)，Talc 的加入，使
（2）PEG 可以提高 PLA 结晶温度 区间，随着 PLA 的 T c 向高温偏移，结晶度提高，结晶峰型变窄，
PEG 含量的增加，促使 PLA 的 T c 逐渐在高温出现， t 1/2 缩短，结 晶速率提 高，主要是 由于 Talc 的存 在，
PEG 的含量由 2.5% 增加到 12.5%，T c 提高了 7 ℃， 在高温区较早地形成了 PLA 的成核场所，增加了晶核
但 PEG 含量达到 12.5% 时，由于 PEG 对晶核的溶剂 密度，使 PLA 分子链 Talc 外延附着生长。
化效应破坏形成的 PLA 晶核，会降低 PLA 的结晶度，
由 24% 降到 18%。 参考文献 ：
[1] Aamer Ali Shah, Fariha Hasan, Abdul Hameed, et al.
（3）采用 Talc 作为 PLA 的成核剂是一种有效的
Biological degradation of plastics : A comprehensive
成核剂，Talc 能改善 PLA 共混物的等温结晶行为，随 review[J]. Biotechnology Advances, 2008, 26(3):246~265.
着 Talc 含量的增加，结晶速率提高， PLA 共混物等温 [2] 钱伯章，朱建芳 . 生物可降解塑料发展现状与前景 [J]. 现代化
工，2008, 28(11):82~85.
结晶的 Avrami 指数 n 在 2.01~2.44 左右 ；随着 T c 的
[3] Tokiwa Y, Calabia B. Biodegradability and biodegradation
提高，PLA/Talc 共混物的结晶速率变慢，但共混物的 of poly(lactide)[J]. Applied Microbiologyand Biotechnology,
结晶度增大。 2006, 72(2):244~251.
（4） 纯 PLA 在 降 温 冷却 结 晶 过 程 中， 无结 晶 峰 [4] 李铭 . 增塑、成核及取向对聚乳酸结晶行为的影响 [D]. 郑州 ：

2018 第 44 卷 ·21·
年