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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

PLLA/PCL 共混纤维的力学性能研究

马调调
( 榆林市天然气化工有限责任公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 本文以二氯甲烷为溶剂，采用离心纺丝制备出聚乳酸 - 聚己内酯纤维，通过 FT-IR、DSC、SEM、接触角、拉伸测试
表征了所得产品，并考察了浓度、配比、转速等条件对纤维结构和形貌的影响。最终得到性能优异的聚乳酸 - 聚己内酯离心纺丝纤维。
研究结果表明 ： PLLA/PCL 共混物为不相容体系，并相互限制对方的结晶行为 ；在 PLLA/PCL 共混体系中，PCL 可作为 PLLA 结
晶过程的异相成核剂，并促使 PLLA 的熔融重结晶 ；离心纺丝最佳纺丝液浓度为 12%、最佳组分比 (PLLA:PCL) 为 7:3、最佳离
心转速为 10 000 r/min ； PLLA/PCL 共混物的接触角处于单组份值之间，表现为疏水性 ； PLLA/PCL 的共混离心纺丝样品力学强
度得到显著的增加，韧性也有一定程度的改善。
关键词 ： 结构形貌 ；结晶行为 ；疏水性 ；力学强度 ；异相成核
中图分类号 ： TQ323.4 文章编号 ： 1009-797X(2019)20-0007-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.20.004

聚乳酸 (polylactide，PLA) 是一类结构简单，非 聚己内酯具有很好的形状记忆性、生物解聚性、
常典型的线性脂肪族聚酯 [1] 。它是以淀粉发酵的产物 药品透过性、可加工性等，同时又由于它价格便宜，
乳酸作为原料，然后脱水聚合制得的，PLA 的结构式 现已被广泛用在医药领域，如药物缓释方向、塑料降
为： 解、骨及软骨支架、外科医用缝合线、组织工程材料
O CH 3 等方面 [9~10] 。聚己内酯的物理性能 ：聚己内酯是一种
结晶度约为 45% 的半结晶性高分子，研究表明不同分
C CH O
n
从 PLA 结构式可看出，在乳酸分子中含不对称 子量的 PCL 经加热熔融冷却结晶后，用偏光显微镜来
碳原子，从而 PLA 有三种不同的立体异构 ：右旋聚 看 PCL 晶体的生长速率，得到结论 ： PCL 的结晶过程
与分子量的大小无关，都是经过针状、柱状、椭圆状、
乳酸 (PDLA)、外消旋聚乳酸 (PDLLA) 和左旋聚乳酸
(PLLA) [2~5] 。外消旋聚乳酸是非结晶的高分子，玻璃 球晶状，最终成为相互接触的大球晶。PCL 颜色呈现
化转变温度 (T g )在 50~60℃之间。而右旋聚乳酸和左 乳白色，触感像蜡一样，力学性能和 PE 类似，抗拉
伸强度在 12~30 MPa 之间，断裂伸长率在 300~600%
旋聚乳酸均是半结晶的高分子，T g 大约 56℃，熔点 (T m )
之间，聚己内酯还有一些其它聚酯不具备的突出性能，
在 170~180℃之间，三者的力学性能优异，特别是左
其中最特别的是超低的 T g 约为 -60℃和低的 T m 约为
旋聚乳酸，左旋聚乳酸的降解性 ( 能在不同的 pH 值条
件下降解 ) 和生物吸收性都表现的更为优异，本实验 59~64℃，聚己内酯分子链排布规整，所以在常温下
聚己内酯是呈现橡胶状态的，有优异的韧性与可加工
用的聚乳酸为左旋聚乳酸。
聚乳酸还有很多其他优异的性能，如无毒无刺激 性 ( 挤出成型、注塑成型等均可 ) [11~15] ；此外聚己内
性、良好的机械性、光泽性、气味隔绝性、刚性、生 酯的热分解温度高于大部分脂肪族聚酯，约为 350℃，
所以有很好的热稳定性，但是耐热变形性比较差。
物可吸收性、有高的拉伸强度和高的压缩模量、优异
随着环境污染尤其是白色污染和石油短缺问题日
的生物可降解与生物相容性，聚乳酸的降解原因是
[6~8] 益严重，生物可降解的聚合物材料越来越受到人们的
：在主链上有容易水解的酯键，分解成低聚物后在
酶的作用下会分解最终生成 CO 2 和 H 2 O，把产物看作 欢迎和青睐，对于可分解的绿色高分子材料，热塑性
碳循环的部分，因此聚乳酸是环保可降解的绿色高分
作者简介 ：马调调 (1992-)，女，本科，工程师，现从事
子材料，继续深入研究对环保和能源开发都有深远的
复合材料研究工作。
影响。 收稿日期 ：2019-04-24

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