Page 82 - 《橡塑技术与装备》2022年4期

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

处，出现了一个非常强的衍射峰，此峰是 PLA(200)
晶面的特征衍射峰，在 2θ=19.0° 处出现了 PLA(203)
晶面的特征衍射峰，在 2θ=22.3° 处出现了一个非常
微弱的衍射峰，该衍射峰是 PLA(015) 晶面的特征衍
射峰。这说明复合材料中的结晶相是典型的 α 晶型，
这种晶型是聚乳酸中最稳定也是最常见的晶体结构
[21]
。和纯聚乳酸相比，碳纳米管含量为 0.1 份时，复
合材料中的衍射峰位置发生明显的改变。以上结果表
明碳纳米管的加入改变了聚乳酸结晶相的晶体结构。
同时从图 12 中可以看到，复合材料在 2θ=16.6° 和
2θ=19.0° 处得峰底有宽化现象，这说明复合材料中
图 10 复合材料的拉伸强度对 CNT 含量的依赖关系
CNT 分散得好，聚合物晶粒比较小，这与上文中用沉
温度影响的结果见图 11。表 5 给出了纯聚乳酸和复合 淀法制备的复合材料的 SEM 结果一致。
材料的 T w(95%) 、T w(90%) 以及 T w(50%) 。由图 11 可见，纯
PLA 的 T w(95%) 为 318 ℃，而复合材料的 T w(95%) 为 328

℃，比原来提高了 10 ℃。说明 CNT 的加入，提高材
料的热分解温度，使其热稳定性变好。这是因为 CNT
的加入使聚乳酸结晶，分子链间作用力更大，同时聚
乳酸分子链在 CNT 表面包覆，在不同晶体间交缠，形
成独特的类交联结构 [17~20] 。

图 12 纯聚乳酸和 0.1phr 的 CNT 含量的 PLA/CNT 纳
米复合材料的 XRD 图

3 结论
（1）通过溶液挥发法制备了不同配比的 PLA/

CNT 复合材料。CNT 能很好的分散在 PLA 基体中．
CNT 的加入，一方面起到了成核剂的作用，明显的提
高 PLA 的成核密度，有效地加速了 PLA 的冷结晶过程，
另一方面，由于 PLA 分子链缠绕在 CNT 上，形成类
图 11 纯聚乳酸和复合材料的热失重曲线
交联结构，阻碍了分子链的运动，出现了结晶度减少
的现象。拉伸测试结果表明，随着 CNT 的加入，PLA
表 5 纯聚乳酸和复合材料的 T w(95%) ，T w(90%) 以及 T w(50%)
聚合物 T w(95%) /℃ T w(90%) /℃ T w50% /℃
纯聚乳酸 318 326 343 的拉伸性能得到明显的提高。
复合材料 328 337 361 （2）通过溶液沉淀法制备了不同配比的 PLA/
注： T w(95%) (℃ )- 聚合物剩余重量为 95% 的温度 ； T w(90%) (℃ )-
CNT 纳米复合材料。与溶液挥发法相比较，溶液沉淀
聚合物剩余质量为 10% 的温度 ； T w(50%) (℃ )- 聚合物剩余质量为
50% 的温度。 法有效地抑制了 CNT 的团聚，使 CNT 分散得更好，
材料的拉伸性能更好，但结晶度降低。TG 结果表明
2.2.5 XRD 研究
PLA/CNT 复合材料的热失重温度比纯聚乳酸有明显
对纯聚乳酸和 0.1 份的 CNT 含量的 PLA/CNT 纳
的提高。由 XRD 结果发现，CNT 的加入不但加快了
米复合材料做了 XRD 光谱分析，结果见图 12。从图
PLA 的结晶速率和提高了结晶度，还改变 PLA 的晶
12 中曲线 (B)PLA-CNT-0.1 可以看出，在 2θ=16.6°

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·32· 第 48 卷 第 期