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      普立思開(kāi)發(fā)出快速結(jié)晶的PLA材料

      A-A+日期:2023-05-15來(lái)源:普立思    

      聚乳酸(PLA)是目前應(yīng)用范圍最廣、最具商業(yè)前途的生物基可降解材料,但其結(jié)晶速度和結(jié)晶能力不足,導(dǎo)致后續(xù)加工應(yīng)用難度增加,限制了PLA進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。針對(duì)PLA樹(shù)脂材料的這一缺點(diǎn),普立思生物科技通過(guò)獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和聚合工藝的改進(jìn),開(kāi)發(fā)出了“具有自成核能力”的快速結(jié)晶PLA材料。

      PLA結(jié)晶主要有ɑ、β和γ三種晶型。不同晶型的形成與加工工藝以及熱處理工藝密切相關(guān)。ɑ晶型可從熔體和溶液中結(jié)晶得到,β晶型可在高的拉伸速率和拉伸溫度下得到,γ晶型可在六甲基苯上外延生長(zhǎng)得到。

      PLA在加工的熔融冷卻過(guò)程中主要形成ɑ型球晶,是三種晶型中是最常見(jiàn)和最穩(wěn)定的。ɑ球晶的尺寸從微米到毫米級(jí)。球晶在成長(zhǎng)過(guò)程中由于徑橫向生長(zhǎng)的不均衡性,通常會(huì)有明顯的內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生。當(dāng)球晶尺寸大到一定程度時(shí),不僅晶體界面連結(jié)變?nèi)?,而且?yīng)力累積到一定程度也會(huì)導(dǎo)致球晶內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,顯著降低材料韌性。這也是產(chǎn)業(yè)界一直致力于控制

      PLA結(jié)晶尺寸的主要原因。

      作為一種典型的半結(jié)晶高分子材料,PLA結(jié)晶度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)對(duì)材料耐熱影響很大。非晶態(tài)和結(jié)晶度<25%時(shí),PLA材料維卡軟化溫度<80℃;結(jié)晶度大于30%、結(jié)晶結(jié)構(gòu)完善的PLA,材料維卡軟化溫度可達(dá)120℃以上。
       

      由于分子鏈本身物理特性的原因,純PLA結(jié)晶速度較慢,常規(guī)加工工藝得到的制品的結(jié)晶度較低,導(dǎo)致材料耐熱不足。

      通過(guò)調(diào)整PLA分子結(jié)構(gòu)、分子量及分子量分布、提高材料光學(xué)純度、加入成核劑或增塑劑、改善加工工藝,都能提高PLA結(jié)晶速度。以添加成核劑為例,目前有多種市售成核劑能顯著改善PLA的成核能力。但是,這些方法常存在加工控制難度高、增加客戶加工工序、加工難度大等不足。

      針對(duì)行業(yè)這一難題,普立思公司通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接在聚合過(guò)程中引進(jìn)有機(jī)成核分子嵌段,開(kāi)發(fā)出具備自成核能力的快速結(jié)晶PLA樹(shù)脂,結(jié)晶速率得到很大的提升(如圖三所示),可用于紡絲、耐熱制件的注塑以及吸塑成型等領(lǐng)域。

       

       

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