反应性挤出法合成PLA/LDHs纳米复合材料的性能及聚合反应动力学

以L-丙交酯和水滑石(LDHs)为原料、辛酸亚锡(Sn(Oct)_2)为催化剂,采用反应性挤出法合成了聚乳酸(PLA)/LDHs纳米复合材料,并通过正交试验优化得到最佳工艺条件。结果表明,最佳反应挤出工艺条件为LDHs用量0.4%,Sn(Oct)_2用量2%,螺杆转速20 r/min,反应温度170℃。通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等手段对所制PLA/LDHs纳米复合材料进行了分析,结果表明,通过反应性挤出法合成的PLA/LDHs纳米复合材料分子量为38 289 g/mol,且具有α-晶型结构。此外,PLA/LDHs纳米复合材料力学性能测试结果表明,复合材料的力学性能得到显著提升;热重(TG)和差示扫描量热分析(DSC)结果表明,PLA/LDHs纳米复合材料的热稳定性和结晶性能均得到明显改善。反应动力学研究结果显示,PLA0和PLA/LDHs纳米复合材料的表观反应速率常数分别为7.639×10~3和8.496×10~3 g/(mol·min),表明LDHs可以提高PLA的聚合反应速率。