PLAE和PLA共混物DSC测试优化指南

图3-5

（a）PLA/PLAE共混物的DSC第一次扫描曲线；（b）PLA/PLAE共混物的DSC第二次扫描曲线，-75℃～80℃；（c）PLA/PLAE共混物的DSC第二次扫描曲线，70℃～170℃

DSC测试考察了共混物的热性能，组分相容性和结晶性。图3-5中显示了各种组分的DSC曲线。T m，T c和ΔH c从第一次扫描曲线中获得。因为用于力学测试样品是制备后未经任何热处理的样品，所以第一次扫描曲线获得数据更能反映力学样品的热性能。图中可以看到，在第一次扫描曲线中，PLAE100具有3个T g，分别位于-39.75℃，17.05℃和37.68℃。但是，T g-PLA和T g-PLAE在第二次扫描曲线中难以观察到。这可能是由于PLAE100分子链在DSC测试过程中的自我调整，提高了不同链段间的融合[140]。

本研究中的PLAE100聚氨酯具有室温以下的T g，这是制备热塑性弹性体的有利条件。3个T g表明PLAE100存在一定的相分离结构，这与FTIR的分析结果一致。第二次扫描被用于确定共混物的T g。位于-37℃的属于PTEMG链段的T g，在共混物样品的DSC曲线中难以观察到，可能是由于共混物中PTMEG含量降低所致。从表3-5和图3-5中可以清晰地看到，所有共混物在DSC曲线中都在18℃～22℃和56℃～60℃两个区域表现出两个T g，它们分别属于PLAE100和PLA组分。

DSC通常被用来确定共混聚合物的相容性和非相容性。DSC曲线中只出现一个T g，表明聚合物体系是相容的，两个T g表明聚合物体系是非相容或部分相容的。软段和硬段的结晶和相分离程度可以通过热转变消除，比如玻璃化转变温度，熔点温度和结晶温度[141-143]。DSC第二次扫描结果表明，PLA与PLAE100并非有良好的相容性。整体看来，T g-PLAE随着共混物中PLAE100含量的增加，有轻微移动到较高数值的倾向。同时，T g-PLA有轻微移动到较低数值的倾向。这些表明PLAE与PLA也并非完全不相容，而是部分相容的。在PLAE100和PLA之间存在氢键，相分离程度随着PLAE100含量的增加而降低，也就是随着PLAE100的引入形成了更多的氢键。另外，在DSC第一次扫描中，对于样品PLAE70和PLAE80观察到明显的两个结晶峰，表明至少有两种结晶形成，而较低温度的结晶峰对应PLAE100组分，较高温度的结晶峰对应PLA组分。这两个结晶峰随着共混物组分的变化而变化，低温的结晶峰逐渐与高温的结晶合并为一个峰。PLAE10-50的DSC曲线只能观察到一个结晶峰并且低含量的PLAE100更容易促进PLA结晶。(www.xing528.com)

表3-5　PLA，PLAE100和PLA/PLAE共混物的热学性质

aT g通过DSC第二次扫描确定；
bT g，T m，T c通过DSC第一次扫描确定。

对于两个不同熔融峰的形成，一些研究者认为是PLA结晶过程中的片晶重排，较低温度出现的熔融峰是原有晶体的熔融吸热造成的；较高温度出现的熔融峰是二次晶体的熔融吸热造成的，也有可能是多晶态转变造成的[144]。

同时可以看到，较低温度出现的熔融峰随着PLAE100含量的降低逐渐移动到较高的数值，而较高温度出现的熔融峰几乎不随PLAE100含量的变化而变化，推测为PLA的熔融峰。另外，这两个熔融吸热峰的区别在第二次扫描时变得不明显，较低温度的熔融峰强度增加，推测较低温度的熔融峰与PLAE100有关，在加热条件下，PTEMG链段促进了PLA链段的运动性。同时，也可以看到，共混物的T c随着PLAE100含量的增加而降低，表明PTEMG促进了PLAE100中PLA链段的结晶，共混物的结晶相比纯PLA得到了提高，如表3-5所示。有报道称ΔH m和ΔH c的增加是由于氨酯键含量的降低[126]。