聚烯烃和聚碳酸亚丙酯共混物的性能研究(2)

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CO2 基塑料是一类典型的环境友好、可循环再生的绿色高分子材料。并且，CO2 是温室气体，更是取之不尽、用之不竭的化工原料，从水泥厂、燃煤火力发电厂、炼钢厂、炼油厂、化肥厂等集中排放CO2废气中回收CO2 的技术已经成熟，迫切希望实现CO2 高附加值利用。利用CO2 制备CO2基塑料是减少CO2 排放、减少石化资源依赖性的有效途径。CO2 基塑料是CO2 与环氧化物的共聚物，通常是指CO2 与环氧丙烷的共聚物（PPC）。已经工业化的PPC 中CO2 的含量超过40wt％，玻璃化温度在35－37℃，数均分子量通常在8－15万之间，为非晶聚合物，具有良好的透明性，其对氧气的阻隔性能与尼龙相当，其生产成本是生物分解塑料领域最低的品种之一，因此CO2 基塑料有望凭借低成本和高氧气阻隔性能成为生物分解塑料的主要品种。

虽然CO2基塑料（PPC）可高效利用二氧化碳，变废为宝，又具有良好的阻气性、透明性，并可完全生物降解，但CO2基塑料本身存在众多性能的不足，严重限制了其广泛应用。主要包括：1）力学强度低，无法满足普通民用需求。2）耐热温度低，使用温度窗口窄。CO2基塑料为无定形高分子材料，玻璃化温度仅为30℃，高于玻璃化温度时材料呈橡胶态，低于玻璃化温度时材料又显脆性，通常只能在15-40℃范围内具有一些使用性能。3）加工条件苛刻，成型加工困难：PPC的热稳定性差，在熔融加工过程中很容易发生热降解现象，热降解过程分为“解拉链式”降解和无规断链降解两种方式。PPC的加工温度很窄，在180℃以上容易发生热降解反应，必须控制在140-160℃加工，否则会造成PPC热分解。基于上述分析，如何提高PPC的物理力学性能和耐热温度，实现PPC材料的高性能化，是学术界和工业界的一个重要课题。

目前已有众多的研究通过熔融共混提高PPC的物理性能，实现其高性能化和通用化的目的。富露祥等将PLA与PPC熔融共混，制备了完全生物降解塑料PLA/PPC合金。Ma等研究了 PLA/PPC的相容性。发现PLA与PPC是部分混溶的，表现在具有2个Tg;但是它们相似的化学性质使得它们在一定程度上具有相容性，从而提高了共混材料中PPC的Tg和热失重最快的温度(Tmax)。Wang等将炭黑(CB)作为导电填充物填充到PLA/PPC合金基体中制备了导电聚合物复合材料(CPCs)，CB的加入使PLA/PPC合金能够形成多层CPCs。

Pang等用聚唬拍酸丁二醋(PBS)与PPC简单共混得到延展性好的PPC/PBs共混物，尽管动态力学性能分析(DMA)显示PPC与PBS是不混溶的，但是共混材料的屈服强度和断裂强度随着PBS含量的提高而增大。周庆海等采用邻苯二甲酸二烯丙酷 (DAOP)增塑PPC/PBS共混材料，降低了共混材料的Tg，提高了共混材料的韧性，扩大了PPC/PBS共混材料的使用温度范围。周庆海等[5]采用邻苯二甲酸二烯丙酯(DAOP)增塑PPC/PBS共混材料，降低了共混材料的Tg，提高了共混材料的韧性，扩大了PPC/PBS共混物的使用温度范围。

李静，刘景江等选择PPC与PHBv共混，降低PHBv结晶度，减小球晶尺寸，有效地增韧了PHBv。后来，他们通过反应型共混和机械共混制备了PPC/PHBv共混材料，PPC的引入阻碍了PHBv的结晶，而且明显改变了其形貌。这些现象在反应型共混中尤为明显。

GE等用未改性的廉价玉米淀粉来增强PPC，从而开发一种全降解、具有价格优势、力学性能好的复合材料。Peng等将细化的玉米淀粉与PPC共混，红外谱图上羰基伸缩振动吸收峰向低波数移动，并且峰变宽。这说明PPC主链与淀粉之间存在氢键。随着共混材料中淀粉含量的增加，共混材料中PPC的Tg也有提高，这也进一步证明了PPC主链与淀粉之间的相互作用，从而使得链段需要更高的温度运动。于昊等在相容剂和助剂的作用下制备了PPO/玉米淀粉共混材料，整个结构处于部分相容状态，具有较好的力学性能和微观形态。富露祥等用马来酸配接枝淀粉，制备了淀粉/PPC/马来酸配酯化淀粉完全生物降解塑料，马来酸配酯化淀粉的使用提高了淀粉/PPC两相间的黏接性，提高了共混体系的相容性和力学性能。