由于需要提高泡沫的可持续性,采用生物基聚合物制备泡沫备受关注。其中,可在高温和恶劣环境下使用的绿色泡沫需求量很大,但仍然具有挑战性。立构复合(sc)结晶为聚乳酸在高温场合下的应用提供了可能,但是由于立构复合聚乳酸(sc-PLA)结晶性差、熔体强度低,导致sc-PLA的耐高温泡沫难以制备。本文提出了动态交联聚乳酸策略,同时调控sc-PLA的sc结晶及熔体强度。首先在特殊的加工温度窗口将PLLA-g-MA和PDLA-g-MA混合形成sc晶体,确保后续的环氧-酸酐反应过程中PLLA与PDLA发生链间交联。通过Zn(Ⅱ)催化的酯交换反应制备的动态交联sc-PLA可在非等温和等温结晶过程中仅形成sc晶体,通过偏光显微镜观察到sc晶体成核密度和生长速率的提高。PLLA和PDLA的链间交联抑制了相分离,此外,链间交联产生的PLLA和PDLA的接枝多嵌段共聚物使得动态交联可导致增容,这缩短了形成对映体链对的扩散路径,降低了sc结晶的动力学阻碍。动态交联sc-PLA在低频下的高粘度表明其熔体强度显著提高,通过超临界二氧化碳发泡技术可制备膨胀倍率达5.9倍的泡沫。获得的高结晶泡沫仅含有sc晶体,可耐受高达200℃的高温。通过PLLA和PDLA链的动态交联,可同时促进sc结晶并提高熔体强度,为创制耐热绿色泡沫开辟了一条新途径。
Ze-Zhi Shi, Zi-Yang Fan, Ling Ma, Peng-Jian Gong, Rui-Ying Bao*, Ming-Bo Yang, and Wei Yang*. Simultaneously Enhanced Stereocomplexation and Melt Strength by Dynamic Polylactide toward Heat-Resistant Green Foams. Macromolecules. 2023
录用时间:2023年10月19日
全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c01595