2021-12-22 834 蘇州和塑美
相對于PBAT材料,PLA更多的被應用于一些高溫領域,而熱飲吸管,對于產品的溫度就有一定的要求。但首先要了解,PLA的熱變形溫度到底受哪些因素影響?
產品的熱變形溫度受到以下三方面影響:第一,對于無定高分子,材料的熱變形溫度主要與分子鏈的活動能力相關,熱變形溫度在玻璃化轉變溫度附近;第二,對于結晶性高分子材料,無定型區域小,材料的熱變形溫度主要受到結晶區域的影響,當結晶度在一定的范圍內時,結晶度增加時材料的熱變形溫度與熔融溫度越接近;第三,加入無機填料或者其他剛性填充物會阻礙分子鏈的運動,或者加入交聯改性劑,鏈段活動能力降低,同時,填料超過一定的添加量時可以形成剛性的網絡結構,在一定程度也能改善材料的耐熱性能。
PLA的玻璃化轉變溫度在 60℃左右,熔融溫度在 170℃附近。和另外兩種通用塑料聚丙烯和聚苯乙烯相比,PLA 的熔融溫度與聚丙烯的熔融溫度接近,玻璃化轉變溫度比聚苯乙烯溫度略低。但是,聚苯乙烯的熱變形溫度接近100℃,滿足一次性用品的基本耐熱性要求,聚丙烯的的使用溫度更是達到120℃,用聚丙烯制造的一次性餐具可以應用于微波爐解熱,而未經過特殊處理的PLA產品的熱變形溫度只有55℃左右,完全達不到一次性餐飲用品杯子、餐盒的耐熱性使用要求。在制備通用的薄膜、擠出、注塑產品時,PLA過低的熱變形溫度使得產品在運輸、儲存過程中容易發生變形、失效,產品的成品率降低,生產成本進一步增加,嚴重的限制了PLA產品的使用范圍。
PLA 作為一種半結晶性高分子,熔融溫度達到170℃,材料的耐熱性能差,主要原因在于普通的加工成型過程中PLA結晶速率慢,產品最終的結晶度低。PLA 的分子鏈中手性碳原子上含有一個-CH3,分子鏈成型典型的螺旋結構,鏈段活動能力低。而高分子材料的結晶能力大小與分子鏈的活動以及成核能力密切相關。在普通加工成型的降溫過程中,適合結晶的溫度窗口非常小,使得最終產品的結晶度小,熱變形溫度低。因此,對 PLA材料進行成核、熱處理、交聯等改性研究,提高其熱變形溫度,改善耐熱性能,對拓寬 PLA產品的應用范圍具有重要作用。
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