纺织学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 133-0.

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低聚物含量对聚乳酸熔纺成形工艺的影响

王世超1,2,相恒学1,2,费海燕3,冯琦云3,朱美芳1,2   

    1. 东华大学材料科学与工程学院
    2. 东华大学纤维材料改性国家重点实验室
    3. 南通九鼎生物工程有限公司
  • 收稿日期:2014-04-15 修回日期:2014-05-04 出版日期:2014-08-15 发布日期:2014-08-15
  • 通讯作者: 朱美芳 E-mail:zhumf@dhu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目;国家杰出青年科学基金资助项目;长江学者和创新团队发展计划资助项目

Influence of oligomer contents on melt spinning process of poly (lactic acid)

  • Received:2014-04-15 Revised:2014-05-04 Online:2014-08-15 Published:2014-08-15

摘要: 为确定聚乳酸(PLA)中低聚物的成分并研究其含量对PLA熔纺成形工艺的影响,采用在线取样的方法对同批次不同低聚物含量的PLA切片进行了对比分析。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振氢谱仪(1H NMR)、差式扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)和复丝强力仪对PLA切片的化学结构、熔融和结晶行为、热稳定性以及纤维力学性能进行了测试表征。结果表明,PLA中低聚物的成分为丙交酯和低聚合度的PLA;低聚物的存在降低了PLA切片的玻璃化转变温度、熔融峰温度以及结晶度,增加了半结晶时间,但并未改变其成核方式;去除低聚物后PLA的起始分解温度从134.1 ℃提高到320.7 ℃,降解活化能从114.5 kJ/mol提高到354.2 kJ/mol;经热牵伸2.3倍后所得纤维断裂伸长率为17.1%,断裂强度高达4.1 cN/dtex。

关键词: 低聚物, 非等温结晶, 热稳定性, 熔纺成形, PLA纤维

Abstract: Two kinds of PLA with different oligomer contents were used to investigate the specific components of oligomer and the influence of its content on the melt spinning process of PLA. The chemical structure, melting and crystallization behavior and thermal stability of PLA, as well as the mechanical properties of its fibers were studied by using FTIR, 1H NMR, DSC, TG and yarn strength tester, respectively. Results show that the components of oligomer are lactide and PLA with low degree of polymerization. The glass transition temperature, melt temperature and crystallinity are decreased, while the half crystallization time of PLA is increased by the appearance of oligomers. However, the nucleation mode does not change. Besides, the initial degradation temperature of PLA is increased from 134.1 ℃ to 320.7 ℃, and the activation energy during the main stage of degradation is increased from 114.5 kJ/mol to 354.2 kJ/mol when oligomers are removed. What’s more, the strength-at-break of PLA fibers reaches up to 4.1 cN/dtex while the elongation-at-break maintains at 17.1% when drafted by 2.3 times.

Key words: oligomer, non-isothermal crystallization, thermal stability, melt spinning, PLA fiber

中图分类号: 

  • TQ 342/TS 151
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