PLAE的力学性能研究

为了研究PLAE的宏观力学性能，选择PLAE-20作为力学性能研究对象。将PLAE-20通过注塑制成GB T1040-92和GB-T 1043-93中规定拉伸和冲击标准样条，进行力学测试，结果如表2-8和图2-17所示。

如表2-8和图2-17（a）所示，PLAE-20的断裂伸长率达到342.2%，为聚乳酸均聚物的100倍以上；冲击强度为76.4 kJ/m2，为聚乳酸均聚物的5倍以上，有了明显的提高。然而，PLAE-20的拉伸强度为5.7 MPa，仅为聚乳酸均聚物的十分之一。虽然牺牲了强度，但PTMEG软段的加入从根本上改善了聚乳酸的脆性，使聚乳酸分子链从刚性转变为柔性。在外力拉伸时，柔性的链段起到内增塑的作用，使聚乳酸分子链沿着外力方向进行充分的调整和取向，从而获得极高的延伸性。而且，柔性的长链具有更高的链缠结密度，在受到外力冲击时能吸收更多的能量，因此具有良好的抗冲击韧性。从拉伸曲线可以看到，样品再伸长率200%以后出现应变变硬的现象，这是由于氨酯键之间的二次键，如氢键的形成和PTMEG柔软链段的取向等原因造成。通过共聚和HDI扩链改性之后，聚合物的拉伸断裂方式从均聚物的硬而脆型转变为弹性体的软而韧型，而且本研究中制备的PLAE-20中含有将近80 wt%的PLA生物质含量。

表2-8　PLAE与PLA的力学性能数据表

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图2-17　聚乳酸均聚物和PLAE的应力-应变曲线

通过对拉伸样品断面的SEM分析观察，发现未经改性的纯PLA样品断面呈现光滑的表面，为脆性断裂。而PLAE-20断面表面呈现出明显的韧性断裂特征，表明凹凸起伏，却并没有明显的分相现象而是均一的断面形貌，如图2-17（b）所示。表明PLA链段与PTMEG链段较好的相容性。