图解聚乳酸(172)聚乳酸改性之蒙脱土加入法(8)OMMT加入的红外分析
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聚乳酸(PLA)是一种以植物资源为原料合成的热塑性脂肪族聚酯,具有良好的生物相容性、可降解性以及优异的强度和模量,被认为是最有前景的环境友好高分子材料之一,在实际生产中有着广泛的应用。但PLA的结晶形态以大球晶为主,韧性较差,从而限制了其进一步应用。通过向PLA中添加无机粒子填料共混的办法可以改善其某些性能。
蒙脱土(MMT)是一类典型的层状结构的硅酸盐矿物,其原料来源广,价格低廉,同时它又具有纳米小尺寸效应、层状结构效应和表面与界面效应,MMT 在单体或基体聚合物中的分散、插层或剥离,提高有机/无机界面的黏合力,形成插层型或剥离型结构,可得到综合性能优良的复合材料。
以Na-MMT为原料可以制备二次插层的蒙脱土 , 可以依次采用铜离子和十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土,利用互换反应将有机阳离子引入MMT层间,使其转变为疏水性(即为改性CTAB2-Cu1-MMT,简称OMMT),使聚乳酸与其相容性提高。使用丙交酯与二次插层的蒙脱土采用原位聚合法合成了插层型和剥离型的聚乳酸 /蒙脱土纳米复合材料。
聚乳酸与聚乳酸 /OMMT的红外谱图如下:
从聚乳酸的红外光谱可看到 , 1751.09 cm -1处的吸收峰为酯羰基C=O的伸缩振动吸收峰;2994.51cm-1处为甲基的弯曲振动吸收峰;1380.99 cm-1处出现的峰为—C—C—的弯曲振动;1087.29cm-1处为内酯 —C—O—C—的伸缩振动强吸收。由此得知, 此物质可能是聚乳酸。
与聚乳酸的红外光谱图比较,聚乳酸/OMMT复合材料中聚乳酸分子的典型吸收峰在1755.17
cm-1处的吸收峰为酯羰基C=O的伸缩振动吸 收峰;1383.29 cm-1处出现的峰为—C—C—的弯曲振动;1088.59cm-1处为内酯的—C—O—C—的伸缩振动强吸收。由此得知,该材料中存在聚乳酸。
与图1中有机土的红外光谱比较 ,可看到有机土的典型吸收峰在2951.41
cm-1、3001.79
cm-1处为甲基的弯曲振动吸收峰,且发生向大波数移动的现象,由2919~3001 cm
-1移动82 cm
-1 ; 2850~2951cm-1移动101cm-1, 这可能是聚乳酸中甲基的弯曲振动吸收峰和有机土中发生叠加的缘故。 866cm-1的吸收峰为Si—O伸缩振动峰,与有机土的796cm-1特征谱带相比,移动了70cm-1。说明该材料中存在有机土。
在1088cm-1附近处的吸收峰也是蒙脱土中Si—O—A中硅氧键(1041cm-1 )的伸缩振动峰,但由于聚乳酸中内酯的—C—O—C—的伸缩振动强吸收与之叠加的缘故,移动了47 cm-1,且显的峰更强。
由此可知 , 此复合材料中既存在着蒙脱土的骨架结构,又有聚乳酸分子 , 它们之间有着较强的分子间作用力。

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