TPU/TiO2协同增韧增强PLA复合薄膜的制备及性能研究

司明广; 张国华; 郭晓聪; 秦爱文; 段天磊

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.03.016

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (03) : 88 -93. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.03.016

生物与降解材料

TPU/TiO₂协同增韧增强PLA复合薄膜的制备及性能研究

司明广 ¹ ,
张国华 ²^,³ ,
郭晓聪 ¹ ,
秦爱文 ⁴^,^* ,
段天磊 ⁴

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Preparation and Properties Study of TPU/TiO₂ Synergistically Reinforced and Toughened PLA Composite Films

Mingguang SI ¹ ,
Guohua ZHANG ²^,³ ,
Xiaocong GUO ¹ ,
Aiwen QIN ⁴^,^* ,
Tianlei DUAN ⁴

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摘要

采用溶液共混-熔融热压技术制备聚乳酸/热塑性聚氨酯/二氧化钛（PLA/TPU/TiO₂）复合薄膜，系统研究热塑性聚氨酯（TPU）质量分数与二氧化钛（TiO₂）添加量对复合薄膜力学性能、热稳定性、亲水性和抗紫外性能的影响。研究结果揭示了TPU弹性相与TiO₂刚性相的协同作用机制。当TPU质量分数为20%时，PLA/TPU复合薄膜的断裂强度和断裂伸长率达到平衡，分别为45.89 MPa和17.89%。在此基础上，继续添加质量分数2%的TiO₂，PLA/TPU/TiO₂复合薄膜的断裂强度进一步提升11.5%，达到51.17 MPa，而断裂伸长率提高了83.29%，达到32.79%。TiO₂的加入显著优化了PLA的结晶度和亲水性。当TiO₂质量分数为3%时，PLA/TPU/TiO₂复合薄膜的紫外线防护系数（UPF）达到87.35，且热稳定性显著增强。研究表明，TPU与TiO₂的协同作用不仅实现PLA的同步增韧和增强，还提升了PLA的热稳定性和抗紫外性能。制备的PLA/TPU/TiO₂复合薄膜兼具环保与功能化应用潜力，研究可为高性能可降解薄膜的开发提供支持。