表面改性淀粉填充聚乳酸材料力学性能研究.pdf

表面改性淀粉填充聚乳酸材料力学性能研究 王继文 张好斌 纪国营 杨勇 卢朝辉 郑文革 中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子与复合材料事业部 宁波市高分子材料重点实验室，宁波 315201 关键词：聚乳酸 淀粉 聚乙二醇 聚乳酸（PLA ）是高强度，高模量，通气性优良的生物降解塑料，可部分替代 [1, 2] 通用塑料 。但PLA价高质脆，可通过与廉价高韧的聚合物共混；以及加入小分子 增塑剂对PLA 行改性。聚乙二醇（PEG ）生物相容性优异，并具有活性端羟基。 [3] 研究证明，加入量低于30wt% 时，PEG与PLA相容 ，可作为PLA 良好的增塑剂。淀 [4] 粉是价格低廉的生物高分子。PLA在自然条件下降解速度较慢 ，二者共混可以提 高材料的降解性。 本文以TDI 为偶联剂，在玉米淀粉表面接枝PEG 改性，制得表面改性淀粉 （SMS ）。反应机理如图1所示。并与PLA共混，测试其力学性能，进行差示扫描 量热法 （DSC）分析。实验证明，SMS可有效提高PLA韧性。 OCN NCO O O H2 H2 CH3 Starch O C NH H H2 H2 Starch OH + HO C C O H N C O C C O H n n CH3 CH3 OCN NCO O O H2 H2 CH3 H H2 H2 Starch OH + HO C C O H Starch O C NH N C O C C O H n n Fig 1. Preparation of surface modified starch with polyethylene glycol 1 实验部分 1.1 实验原料 PLA购自Natureworks ，牌号2002D ，数均分子量60800，重均分子量122000。玉 米淀粉购自山东诸城兴贸淀粉开发公司。含水量13%。TDI为东京化学工业株式会社 生产，2 ，4-异构体含量80%，2 ，6-异构体20% 。PEG购自国药集团，分子量为200 ， 400 ，1000，2000 ，4000和6000 。 1.2 淀粉改性 玉米淀粉在125℃鼓风烘箱中干燥48 小时。加入不同分子量的PEG(200, 400, 1000, 2000, 4000, 6000)，在Brabender密炼机中120℃混合15分钟，转速50r/min 。改 性淀粉在同样的加工条件下共混5分钟，加入TDI (2wt%)，继续反应10分钟。产