CaCO₃杂化扩链剂改性聚乳酸/聚乙醇酸复合材料的结构与性能研究

摘要

以苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为单体，采用表面引发自由基共聚法，合成碳酸钙杂化扩链剂（CaCO₃-g-ADR）。红外光谱、热重分析和透射电镜结果表明，ADR共聚物成功接枝在CaCO₃表面。基于熔融共混法，以CaCO₃-g-ADR对质量比为8∶2的聚乳酸/聚乙醇酸（PLA/PGA）共混物进行改性。利用拉伸冲击测试、差示扫描量热、旋转流变和维卡软化温度测试等方法，考察CaCO₃-g-ADR用量对复合材料力学性能、热性能、流变行为和耐热性的影响。结果表明：CaCO₃-g-ADR对PLA/PGA共混物具有较好的增容作用，随着CaCO₃-g-ADR用量的增大，复合材料的拉伸强度先增大后减小，冲击强度和断裂伸长率均高于PLA/PGA共混物，同时耐热性提升。当CaCO₃-g-ADR质量分数为4%时，复合材料的拉伸强度为65.8 MPa，冲击强度为5.9 kJ/m²，维卡软化温度（VST）达到71.8℃。CaCO₃-g-ADR和PGA促进了PLA冷结晶，使复合材料熔体表现出更高的复数黏度和更强的非牛顿行为。

关键词

聚乳酸 / 聚乙醇酸 / 碳酸钙 / 复合材料 / 结构与性能