中科院长春应化所韩常玉研究员课题组：可持续性聚丙撑碳酸酯/立构络合聚乳酸共混物的流变性能及耐热性能研究

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聚丙撑碳酸酯(PPC)是以二氧化碳为原料，在催化剂的作用下与环氧丙烷交替共聚得到的一种新型脂肪族聚碳酸酯。PPC具有较高的抗张强度和模量，完全生物降解性和生物相容性，因而受到广泛关注。但是它较低的熔体强度和较差的耐热性能限制了其应用范围。因此PPC的改性研究具有非常重要的意义。

基于上述背景，中国科学院长春应用化学研究所中国科学院生态环境高分子材料重点实验室韩常玉研究员课题组采用将PPC与等摩尔的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)熔融共混，在PPC基体中原位形成立构络合聚乳酸(sc-PLA)晶体颗粒，并研究了原位形成的sc-PLA对PPC流变性能和耐热性能的积极影响。最为重要的是PPC/sc-PLA共混物是一种可以完全生物降解的共混体系。

图1是纯PPC和共混物的DSC升温曲线，由图可以看到sc-PLA的熔融峰，说明共混物中确实形成了sc-PLA晶体。由图2可以看出在PPC中形成sc-PLA晶体由于具有很高的熔点而在PPC熔体中具有明显的增强效果。储能模量(G')的低频区变化说明sc-PLA晶体使共混物熔体由类液行为转变为类固行为。

图1. 试样纯PPC以及PPC/sc-PLA共混物的DSC升温曲线

图2. 180 °C下纯PPC和PPC/sc-PLA共混物的 (a) 储能模量(G'); (b) 损耗模量(G''); (c) 复合黏度(ǀη*ǀ)相对于频率的曲线图

由图3可以看出G'和损耗模量(G'')在sc-PLA含量为20%时急剧增加，说明此时形成了sc-PLA的逾渗网络结构。图4给出了sc-PLA形成网络结构的示意图。

图3. 频率为0.05 rad/s时G'和G''相对于sc-PLA含量的曲线

图4. PPC基体中形成sc-PLA晶体网络结构示意图

由图5可以看出sc-PLA晶体使共混物的维卡软化温度从32 ℃升高到39 ℃。

图5. (a) 形变温度曲线; (b) PPC和PPC/sc-PLA共混物的维卡软化温度对于sc-PLA含量的曲线

李祎博士是该论文的第一作者，韩常玉研究员为通讯作者。该论文即将发表于Chinese Journal of Polymer Science。

论文链接：

https://doi.org/10.1007/s10118-020-2408-8

来源：高分子科学

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