木质和聚乳酸的复合材料
摘要:环保可降解的绿色高分子材料越来越受人们的关注,其中木质素和聚乳酸复合材料是比较理想的绿色材料。木质素多酚型化合物起到一定的阻燃作用,但是太多的木质素会降低聚乳酸的力学性能,当木质素的比例在5%-10%时,力学性能比较的好。单独的木质素阻燃效果还是不大理想,对木质素进行改性,接上磷酸酯类物,促进碳的生成,以及碳层在基体表面的覆盖。
关键词:木质素; 聚乳酸; 复合材料;阻燃改性;力学性能
一、文献综述
近年来,经济发展快速,人们的环保意识深入到一个新的高度,可降解聚合物的开发、和使用已变得越来越受关注。实际上,由于传统的石油基高分子稳定型好,很难在自然的环境作用下较为快速的分解而再次进入生物圈循环,并且可能会因为不能有效的降解而影响环境,为此,人们开始更加的关注环保高分子材料。在者,现在石油资源较为短缺,并且是不可再生的资源,这与人们所向往的可持续发展理念相违背。为了应对这个难题,科学家们着眼于动植物等一些可再生资源中含有的丰富含碳高分子化合物,其中木质素、纤维素、甲壳素等是最为熟知的高天然分子。在所有生物聚合物中,聚乳酸(PLA)可能是是最有希望的候选物之一。
聚乳酸(PLA) 是一种综合优良性能较为优良的绿色合成高分子材料,它可以由一些植物上提取出来的淀粉,由生物酶分解或者高效的催化剂得到葡萄糖,再通过乳酸菌发酵后或者利用催化技术制成乳酸,最后通过缩合聚合得到聚乳酸,也可以先二聚为丙交酯,在开环聚合得到,它属于热塑性塑料。聚乳酸的产品丢弃后,在土壤或水中,在微生物、水和碱的作用下彻底分解成水和二氧化碳,几乎不会对环境产生污染,是一种环境友好材料 。想要降解回收PLA的材料,可以采用许多的方法:堆肥降解法、土埋降解法、活性污泥降解法、海水浸溃降解法等等。
是的,聚乳酸在环境友好的方面深受人们的偏爱,它作为材料使用时有许多的优点:良好的熔融加工性,可再生性,生物降解性,PLA有良好的物理力学性能,适用于吹塑、模压、挤出以及注射成型等多种成型加工方法,可单独通过一定的成型工艺制备PLA制品,当然亦可以复合成复合材料,比如PLA木质素复合材料。
PLA也存在一些问题:第一是,聚乳酸是一种聚酯,该聚合物主链上存在大量的酯键,使得它亲水性不好。二是,现代的缩合聚合或者开环聚合方法的到的聚合物原料,分子量分布较宽,因此他的力学、机械性能较差,较为突出的是韧性较低,其表现出来的性能往往不能满足我们的需求。第三, 工业上很是追求经济的效益,由于聚乳酸的合成技术和操作的要求较高,合成的原料较其他的石油基化合物稍加的难得,因而发展受到了一些限制。还有聚乳酸的易燃,极限氧指数小,而且熔滴的现象较为明显。最后,聚乳酸的韧性较差,耐热性低。
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