В настоящее время существует два распространенных метода повышения прочности PLA:
(1) Прививка гибких молекулярных цепей в PLA в виде блок-сополимеров или привитых сополимеров для улучшения пластичности матрицы PLA.
(2) Метод физического смешивания. Смешайте PLA с такими материалами, как эластомеры, неорганические наполнители или пластификаторы, чтобы улучшить прочность PLA. Метод физической модификации прост и удобен и стал наиболее часто используемым методом модификации в промышленном производстве.
1. Смешанный с эластомером
Смешивание PLA с эластомерами — эффективный способ сделать PLA более прочным. При воздействии внешней силы эластомер образует полосы или полосы сдвига, которые могут поглощать энергию извне и улучшать ударную вязкость материала. Но этот метод снизит прочность и модуль PLA. Поэтому исследователи сосредотачиваются на разработке высокоэффективных эластомеров. Смешение эластомеров с PLA может улучшить ударную вязкость без снижения прочности и модуля упругости.
Си Лифэн и другие использовали технологию дискретного металлоценового катализа для разработки эластомера на основе пропилена (PBE) и упрочненного и модифицированного PLA для получения высокопрочных нетканых материалов PLA/PBE, полученных методом экструзии из расплава. Результаты показывают, что по мере увеличения содержания ПБЭ нагрузка на нетканые материалы PLA/PBE, полученные экструзией из расплава, увеличивается, и соответственно увеличивается удлинение при разрыве. Когда количество добавленного ПБЭ составляет 20%, удлинение при разрыве и прочность на разрыв нетканых материалов PLA/PBE, полученных методом экструзии из расплава, увеличиваются на 455% и 25% соответственно, эффективность фильтрации увеличивается примерно в 1,1 раза, а фильтрационные характеристики материала усиливается.
Исследователи используют превосходную термопластичность и высокую эластичность эластомеров для придания прочности PLA, благодаря чему смеси демонстрируют превосходную прочность. Однако увеличение содержания упрочнителя влияет на прочность на разрыв и модуль упругости смесей PLA. Кроме того, все широко используемые в настоящее время эластомеры производятся на нефтяной основе, и их широкое использование приводит к серьезному загрязнению окружающей среды и влияет на характеристики деградации PLA. Таким образом, разработка эластомеров на биологической основе/разлагаемых эластомеров является горячей точкой для исследований PLA, упрочненного эластомерами.
2. Смешан с гибкими полимерами.
2.1 Гибкие биоразлагаемые полимеры
Чтобы сохранить биоразлагаемость и компостируемость PLA, обычно используются поликапролактон (PCL), крахмал, полибутиленадипат-терефталат (PBAT) и полибутиленсукцинат (PBS). Упрочненный PLA с биоразлагаемыми полимерами, такими как полигидроксиалканоат (PHA), для приготовления различных биоразлагаемых полимеров.
