聚乳酸有机蒙脱石纳米插层复合材料的制备及表征.pdf

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1、第3 I 卷第 4 期 2 0 0 8 年7 月 非 金 属 矿 Non M e t al l i c M i ne s Vo 1 3l No 4 J ul y,20 08 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的制备及表征 甄卫 军 马小惠 袁龙飞 刘月娥李志娟 庞桂林(新疆大学化学化工学院，乌鲁木 齐8 3 0 0 4 6)摘 要 以乳酸制备的丙交酯和有机蒙脱石为原料，通过原位插层聚合法制备了聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料，分别采用傅立 叶 变换红外光谱、X射线衍射、透射 电子显 徽镜、热重分析等对聚乳酸 有机 蒙脱石纳 米插层复合材料 的结 构、形貌及 热稳 定性进行 了表征 和分 析

2、同时研 究 了材料的降解性能 研究表 明，有机膨 润土在聚合过程 中被剥 离成很小的粒子，并分散在 聚乳酸 基体 中，形成聚乳酸 有机 蒙脱石 纳米插 层复合材料。其 蒙脱石层 间距 为 2 4 3 9 n m，层间距 明显增 大，表明聚乳酸分子链插入到 蒙脱石 片层 间，实现 了原住插层聚合，并形成 了插 层型结构。材料的热失重曲线移向高温端 其热分解温度提 高 热稳 定性 比纯 P L A 有明显 的提 高。在不同介质 中降解结果表 明，材料在碱液 中 降解速率最快 关键词 有机蒙脱石 聚乳酸 纳米插层复合材料 降解 中图分类号：T B 3 3 2 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 0

3、 8 0 9 8(2 0 0 8)0 4-0 0 4 8 0 5 P r e p a r a t i o n a n d Ch a r a c t e r i z a t i o n o f P o l y l a c t i c Ac i d Or g a n o mo n t mo r i l l o n i t e I n t e r c a l a t i o n Na n o c o mp o s i t e Z h e n W e O u n M a X i a o h u i Y u a n L o n g f e i L i u Y u e e L i Z h u a n P

4、a n g G u i l i n (C o l l e g e o f Ch e mi s t r y a n d C h e mi c a l E n g i n e e r i n g o f Xi i a n g Un i v e r s it y，U r u mq i 8 3 0 0 4 6)Ab s t r a c t T he po l yl a c t i c a c i d O 唱a n O mO n t mO r 川O ni t e i n t e r c a l a t i o n n a n oc o mp o s i t e wa s p r e p a r e d

5、b y i n-s i t u i n t e r c a l a t i v e p o l yme r i z a t i o n wi t h o r g a n o mo n t mo r i l l o n i t e(OMMT)a n d l a c t i d e(L Awh i c h wa s o b t a i n e d f r o m l a c t i c a c i d T h e s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s o f p o ly l a c t i c a c i d or ga n omo n t mo

6、 r i l l on i t e i n t e r c a l a t i o n na n oc omp o s i t e we r e c h a r a c t e r i z e d b y F T-I R，XRD TEM a n d TGA Th e bi O d e g r a da bi I i t y O f P t，A OMM T i n t e r c a l a t i o n n a n o c omp o s i t e Wa S a l s o d i s c u s s e d i n t his s t u d y Th e r e s e a r c h

7、 r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e s i l i c a t e l a y e r s we r e e xf ol i a t e d a n d di s p e r s e d i n t o t h e PL A ma t r i x d u r i n g t h e p o l yme r i z a t i o n、t h e l a y e r s p a c i n g o f PL A OMMT in t e r c a l a t i o n n a n o c o mp o s i WaS 2 4 3 9n

8、m，whic h r e v e a l l e d t h e s we l l a b l e s i l i c a t e l a ye r s we r e i n t e r c a l a t e d in t o t h e P LA ma t r i x，a n d i n-s it u in t e r c a l a t i v e p o l y me r i z a t io n wa s d o n e Th e TGA c u r v e o f PLA OM M T in t e r c a l a t i o n n a n o c o mp o s it e

9、 WaS s hifte d t o h i g h e r t e mp e r a t u r e，whic h i l l u s t r a t e d t h a t i n t e r c a l a t i o n o f t h e OM MT i n t o P LA ma t r i x e n h a n c e d t h e t h e r ma l s t a b i l i t y o f P LA OM M T i n t e r c a la t io n n a n o c o mp o s it e Th e r e s u l t s o f t h e

10、 d e g r a d a t io n o f PLA OM M T i n t e r c a l a t i o n n a n oc o mpo s i t e in di ffe r e n t me d i a s h o we d P LA OMMT i n t e r c ala t i o n n a n o c o mp o s i t e wa s de g r a d e d mo l e r a p i d l y i n Na OH s o l u t i on Ke y WO r d s o r g a n omo n t mo r i l l o n i t

11、e p o l y l a c t i c a c id i n t e r c a l a t i o n n a n oc o mp o s i t e d e g r a d a t io n 聚乳酸是一种具有广泛应用前景的环境友好型 生物高分子可降解材料【l0】，但其力学性能、热稳定性 能不稳定。利用层状硅酸盐的特殊结构，使硅酸盐片 层与聚乳酸基体实现纳米尺度复合，并均匀分散在聚 乳酸基体中，形成聚乳酸 有机蒙脱石纳米复合材料。绝大部分传统聚合物 黏土纳米复合材料废弃物 不能自然降解，对环境造成污染。而聚乳酸 有机蒙 脱石纳米复合材料可有效克服这一缺点，是与生态和 环境相适应的“绿色聚

12、合物复合材料”S-T l；这类材料 还改善了单一生物降解性聚合物材料的力学、耐热、阻燃、气体阻隔等性能 s q q拓展了材料的应用范围，可从根本上解决合成材料废品废料造成的污染问题。目前，聚乳酸 有机蒙脱石纳米复合材料，基本 上是以聚乳酸和蒙脱石采用熔融共混法制备，】。收 稿 日期：2 0 0 8-0 3-2 8 基金项 目：2 0 0 5 年度新疆维吾尔 自治区高校科研计 J(XJ E DU 2 0 0 5 E 0 1 1-4 8 本实验采用乳酸单体为原料的原位插层聚合方法，制 备了聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料，并通过 傅立叶变换红外光谱(F T-I R)、x射线衍射(X R D)、透

13、 射电子显微镜(T E M)、热重分析(T GA)对其结构、形 态和热稳定性能进行了表征，同时对材料的降解性能 进行了初步研究。1 实验部分 1 1 原料和试剂 D，L 乳酸(含量 8 5)，天津市 巴斯夫化工有限公司；氯化亚锡，西安化学试剂厂；氧化锌，西安化学试剂厂；乙酸乙酯，天津市巴斯夫化 工有限公司；正辛醇，天津市福晨化学试剂厂；三氯 甲烷，西安化学试剂厂；分子筛 3 A型，分析纯，天津 市福晨化学试剂厂；以上均为分析纯。有机蒙脱石(OMMT)，实验室自制。1 2 主要仪器设备循环水式真空泵，S H B 一 1 1 1 型，郑 州长城科工 贸有限公司；电热真空干燥箱，D Z F 一 6

14、0 2 0 维普资讯 http:/ 第3 1 卷第4 期 非金 属 矿 2 0 0 8 年7 月 型，上海精宏实验设备有 限公 司；红外光谱仪，E Q U I NO X 5 5 型，德国 B r u k e r 公司；X射线衍射仪(X R D)，MI 8 X HF 2 2 一 S R A型，C u靶，管压 4 3 k V，管流 1 0 0 mA，日本 Ma c S c i e n c公 司；热 分 析 仪，N E T Z S C H S T A 4 4 9 C型；德 国耐驰公 司；透射 电子显微镜(T E M)，H-6 0 0型，日本 日立公司；乌式黏度计，上海 申立玻璃 仪器有限公司。1 _

15、 3 制备 方法 1 3 1 有机蒙脱石 的制备：将一定量 的季铵盐配制 成水溶液，缓 匣滴加到提纯后的钠基蒙脱石 的悬浮液 中，加热到 6 0 8 0 C，强烈搅拌反应一定时间后，将反 应液抽滤，得自色沉淀物，用去离子水反复洗涤至无 氯根(用 0 1 的硝酸银检验)，在 8 0 下烘干，研磨，过 2 0 0目筛，得到有机蒙脱石，密封备用。1 3 2 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的制备：丙交酯的制备：取一定量通过 3 A型分子筛预处理的 乳酸与催化剂 Z n O S n C I!2 H O加入三口烧瓶中，搅 拌并混匀加热，体系温度达到 1 2 0 后开始抽真 空。缓慢升温到 1 4 0，

16、同时增大真空度至 0 0 3 5 MP a 左 右并持续一段时间。脱去乳酸中原含 有的及反应生 成的水；当观察到没有水蒸馏出来后，恢复常压，更换 接收瓶，加入 1 0 ml 正辛醇。重新 减压至 0 0 8 5 MP a，升温至 2 0 0 (2。此时乳酸低聚体环化生成丙交酯，反 应 1 h后结束。收集冷凝管中有机物和溶有丙交酯的 正辛醇馏分，采用乙酸乙酯重结晶，真空干燥 2 4 h，备 用。聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的制备：将乳酸裂解环化得到的丙交酯提纯、干燥后与占丙交 酯 3 w t 量的有机蒙脱石(OMMT)粉末混合后装入 反应器中，加入催化剂氯化亚锡，加热熔化后抽真空 至 0

17、0 8 5 MP a，1 7 0 聚合 7 h，得聚 乳酸 有机 蒙脱石 纳米插层复合材料，取适量乙酸 乙酯溶解，抽滤，加入 一定量蒸馏水，得白色黏稠状聚合物。然后在真空干 燥箱中于 5 0 C 充分干燥，即得聚乳酸 有机蒙脱石纳 米插层复合材料。1 4 结构表征 1 4 1 傅立叶变换红外光谱(F T I R)分析：采 用德国 B r u k e r E QU I NOX 5 5型红外光谱仪，KB r 压片。1 4 _ 2 x射线衍射(XR D)分析：采用 日本 M1 8 X H F 2 2 S R A型 X射线衍射仪进行测试。测试样品为粉末，测试条件为：c u靶，管压 4 3 k V，管流

18、 1 0 0 mA，扫描范 围 2。8。，2=0 1 5 4 0 5 6 n m，扫描速率 4 0 mi n。样 品在 检测之前真空干燥 2 4 h。1 4 _ 3 透射电镜分析：样 品用 H-6 0 0 型透射 电子显微。49。镜观察蒙脱石在 P L A基体中的分散情况及形态结构。加速 电压为 7 5 k V，电子束流小于 1 0 mA。1 4 4 热重分析：用 N E T Z S C H S T A 4 4 9 C型热分析 仪对复合材料进行热失重分析，样 品质量 5-1 0 mg，样l品在 N1 保护下从室温 以 1 0 m i n升至 6 0 0。1 5 P L A O MMT纳 米 插

19、 层 复 合 材 料 薄 膜 的 制 备采用溶剂挥发成膜法，即将定量的 P L A OMMT 纳 米 插 层 复 合 材 料(由本 实 验 测 定 其 特 性 黏 度 r =1 4 8)在 1 0 ml 的二氯甲烷和丙酮的混合溶液中(体 积比为 9：1)溶解，缓慢倾倒在模板上，在通风橱中 室温干燥 2 4 h，再放入 4 0 (2 的真空干燥箱 中干燥 2 4 h，待溶剂挥发完全后，脱膜密封保存备用。1 6 P L A O MMT纳米插 层复合材料在 不同介质 中 的降解采用膜质量损失法，将 P L A OMMT纳米插 层复合材料薄膜(5 c rux 1 5 c mx 0 1 mm)准确称重(

20、)后，分别投入 0 0 1 mo l L的Na O H标准溶液、0 0 1 m o l L H C I 标准溶液和去离子水 中，每组三个样品，每个样 品单独投入容器，盖封，进行降解实验。每隔5 d 取一 次 洋，更换溶液，并用滤纸轻拭膜表面自由 水，然后真 空干燥至恒重，用 电子天平称重，记为，并按下式 计算质量失重率(w t)，取其平均值；=(W 0 一 )W o 1 0 0，考察降解介质对材料降解的影响。2结果与讨论 2 1 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料结构研究 2 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的红 外光谱：见图 1。40 0 0 3 0 0 0 2 00 0 1 00 0 波

21、数 o m 图 1 红 外谱 图 a 蒙脱石；b-有机蒙脱石；c 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材 料：d-聚乳酸 从 图 1(a)、(b)中可见，两者在 3 4 3 5 c m 及 3 6 2 7 c m 附近均出现吸收带，分别属于 v l v l T的层间水和 OI-!的伸 缩振动带，这说 明 OMMT层 间仍有少量水 合物存在；1 0 3 6 C lT I 附近的强吸收带为 s i O s i 骨架 振 动；在 6 0 0-5 0 0 c m 为 s i-O和 Al-O 内部 振动 峰。在 O MMT谱 图(b)中，l 4 7 3 c m 及 2 8 5 l c m 处 为 C H，的振

22、动吸收，2 9 2 0 c m 处 出现 的 C H伸缩振动吸 收，为季铵 盐有机基 团的吸收峰，表明季铵盐 已经进 入 MMT的层间结构【J。由图 l(d)可知，在 1 7 5 9 c m 处有强 C=O伸缩振动吸收峰；在波数为 1 0 9 3 c m 、维普资讯 http:/ 第3 I 卷第4 期 非 金 属 矿 2 0 0 8 年7 月 l 1 3 4 c m、lJ 1 8 8 c m叫和 1 2 J 4 c m 处的强吸收峰经确认 是 C-C 卜 C伸 缩 振动 峰；在 2 9 4 8 c m 和 2 9 9 9 c m 左 右处的吸收峰为 C H的伸缩振动吸收峰；在 1 4 5 8

23、c m-处的吸收峰为 C H 1 的弯 曲振动峰。由图 1(c)与(d)对比可知，聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料和 聚乳酸的I R谱图极其相似，在聚乳酸 有机蒙脱石 纳米插层复合材料中，由 于 O MMT的含量很低，仅为 3，因此图 l(c)中 OMMT的红外吸收谱带的强度较 弱。其中波数为 2 8 5 5 c m 和 2 9 2 7 c m 叫处的吸收峰应 分别归属于 O MMT有机改性剂 中 C H 的对称伸缩 振动和不对称伸缩振动峰；位于 3 6 2 3 c m 附近的吸 收峰是 OMMT中黏土粒子 的 自由 OH基 团伸 缩振 动峰；l 0 3 0 c m 附近为 MMT的 S i

24、 O-S i 骨架振动峰；5 1 8 e m 叫处 的吸收 峰可能 是 O MMT的 s i O和 Al-O 内部振动峰。由于红外光谱测试样品用量很少，而且 取样为任意选取，因此在 图 J(c)聚乳酸 有机蒙脱石 纳米插层复合材料的红外谱图中出现 OMMT的特征 峰这一现象，说明 O MMT在聚合过程 中被 剥离为很 小的粒子并分散在 P L A基体 中形成聚乳酸 有机蒙 脱石纳米插层复合材料。2 1 2 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的插 层结构研究：聚乳酸、蒙脱石、聚乳酸 有机蒙脱石纳 米插层复合材料及有机蒙脱石的 x射线衍射谱图，见 图 2。蒙脱石、有机蒙脱石和聚乳酸 有机蒙脱石纳

25、米插层复合材料中蒙脱石的衍射峰是不同的。唑 。3 4 5 6 7 8 2 o (。)图2 XRD谱 图 a 聚乳酸；b-蒙脱石；c 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料；d 有机 蒙脱 石 根据 B r a g g方程：d=2 2 s i n 0(式 中：2为 x 射 线的波长；0为衍射角；d为晶面 间距)，计算可求得 层间距见表 l 所示。由表 l 可知：蒙脱石、有机蒙脱 石及聚乳酸 有机蒙脱石 纳米插层复合材料对应的 蒙脱石层间距分别为 I 2 6 0 n m、I 9 9 3 n m和 2 4 3 9 n m，层间距明显增大，表明聚乳酸分子插入到蒙脱石片层 间，实现了原位插层聚合制备聚乳酸

26、有机蒙脱石纳 米插层复合材料，并形成插层型结构。一方面蒙脱石 有机化后，层间的N 、C a 2+、M g 2+等被季铵盐阳离子 交换后，层间距的增大，有利于聚乳酸分子在 MMT 。5 0。中的插层；另一方面，片层表面被有机离子长链覆盖，MMT由原来的亲水性变为亲油性，与单体相互作用 增强，亦有利于单体在 MMT中的插层。在弓 l 发剂的 作用下，片层中的丙交酯开环聚合形成 P L A，使 MMT 片层间距增大，从而形成插层型聚乳酸 有机蒙脱石 纳米插层复合材料。表 1 蒙脱石、有机蒙脱石及聚乳酸 有机蒙脱石纳 米插层复合材料对应的蒙脱石层间距 2 J 3 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的

27、相 态 结构 研 究：透射 电镜(T E M)分析：图 3 a 为放 大 5 0 0 0 0倍的 O MMT的 T E M 照片，蒙脱石属于 2：J 型的层状硅酸盐黏土矿物，有机插层剂进入蒙脱石 片层间扩张其层间距，改善层间的微环境使蒙脱石 内 外表面由亲水性转化为疏水性，提高聚乳酸与层状硅 酸盐片层间的界面相互作用，使得聚乳酸单体或分子 链更容易插入蒙脱石片层间形成聚乳酸 有机蒙脱 石纳米插层复合材料。图3 b 为放大 2 0 0 0 0 倍的聚乳 酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的 T E M 照片。其 中的黑色线条为复合材料中的有机改性蒙脱石片层，浅色区域为聚乳酸基体。从图中可明显看出，在

28、聚乳 酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料中，蒙脱石片层均 匀地分布于聚乳酸基体 中，部分聚乳酸分子通过原 位插层进入有机改性蒙脱石的片层问，并使蒙脱石 层间距进一步扩大。显然，由于聚乳酸分子进入到蒙 脱石层间原位聚合生成聚乳酸大分子使层 间距增大，同时聚合过程中生成大量热量，削弱了蒙脱石片层之 间的相互吸引力，使得片层 间距进一步增大，从而形 成插层型聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料，这 与 XR D分析结果相一致。曩 图3 有机 蒙脱石、聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复 合 材 料的T E M照 片 a 有机 蒙脱石；b-聚乳酸 有机 蒙脱石纳采插层复合材料 红外光谱和 X R D的表征结果表明，

29、采用原位插 层 聚合法，能成功地将聚乳酸分子插入有机改性蒙 脱石 的片层 间，然后原位 聚合，利用聚合放出的热量 克服蒙脱石片层间的库仑力，使其剥离，从而使蒙脱 维普资讯 http:/ 第3 1 卷第4 期 非 金 属 矿 2 0 0 8 年7 月 石片层与聚乳酸基体实现纳米尺度复合，并均匀分散 在聚乳酸基体 中，形成聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层 复合材料。聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料 结构、性能及其界面间的相互作用有待进一步研究。2 2 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的热失 重谱 图分析材料的热稳定性通常采用 T GA分析来 评估，其基本原理是 由于高分子热分解产物的挥发，样品的质量

30、减小。T GA曲线描述 了样品的质量随温 度的变化。图 4为聚乳酸及聚乳酸 有机蒙脱石纳 米插层复合材料的 T GA和 DT G谱图。由图 4可见，聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的热失重 曲 线移向高温端，材料的热分解温度提高，也即聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的热稳定性比纯聚乳 酸有了一定的提高。这与有关文献报道【3 是一致 的。这可从高分子材料的热分解机理得到解释：材料 发生热分解时，首先是表层 的高分子发生分解，产生 挥发性的小分子，且小分子扩散、脱离聚合物基体越 快，材料的分解就越快，小分子与聚合物链的相互作 用可加速聚合物分子链的热分解。然而由于 M MT 的片层具有优 良的

31、阻隔性能，片层对层间及层外的聚 合物分子具有保护作用，使得热 分解 产生的小分子 难 以扩散和挥发。当材 料内部分子发 生热分解时，MMT片层具有较高的刚性，由热分解产生的低聚物 无法直接通过 MMT片层扩散透过，不得不绕过这些 片层，即增加了热分解产物的扩散途径，从而延缓了 热分解的速率。也就是说，MMT片层起到了阻隔挥 发性热分解产物扩散的作用，从而提高了复合材料的 热稳定性。同时，O MMT片层与 P L A基体之间存在 较强的界面相互作用，MMT片层在复合材料中可起 到交联点的作用，束缚了分子链的运动，材料的热稳 定性提高。由以上分析可知，复合材料热稳定性的提 高，间接说明了 OMMT

32、片层间已插入聚乳酸分子链。1 褂 1蛐 lI 壬 K 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 温 度 C 图4 热重曲线(a)与微商热重曲线(b)图 l 聚乳酸；2-聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料 2 3 聚乳酸 有机 蒙脱石纳米插层复合材料在不同 降解介质中的降解属脂肪族聚酯的 P L A材料的降 解机理仍不清楚，一般认为主要降解方式是水解引起 的酯基断裂，降解过程产生的酸可能会对降解有催化 作用。S i n h a 等 研究 了纯 P L A和 P L A MMT纳米-51 复合材料的生物降解性能，认为黏土终端的羟基基团 是使 P L A MMT纳米复合材料

33、降解加速的主要原因，酸或碱都能催化 P L A水解，介质的 p H值是影响 P L A 降解速率的重要因素。本实验采用膜质量损失法研 究了 P L A O MMT纳米插层复合材料在不同介质中的 降解性能。由于聚乳酸体系的降解为酯基的水解，故不同的 降解介质对其降解有很大 的影响。本实验考察了去 离子水、0 0 1 mo l L盐酸溶液和 0 0 1 mo l L氢氧化钠溶 液对材料降解的影响，结果如图 5。时间 d 图5 降解介质对P L A O MMT 纳米插层复合材料降 解的影响 a o O l mo l LNa OH；b-0 0 1 mo l I HCI；c 去离子水 从 图 5可 看

34、出，P L A OMMT纳 米插 层复 合材 料在试验初期 失重率变化较小，从第 5 d开始，P L A OMMT纳米插层复合材料的失重率明显增加。由图 中可知：P L A O MMT纳米插层复合材料在氢氧化钠 溶液 中的失重率 最大，降解从第 5 d 至第 2 5 d内呈典 型的线性关系；而材料在盐酸溶液 中失重率次之，在 第 2 0 d后逐渐趋缓；材料在去离子水 中失重率最小。在试验考查的时间内，材料在介质中的降解作用的次 序为：碱 陛 酸性 去离子水。聚乳酸分子结构中，酯 键的水解是聚合物降解的主要方式之一，因为在氢氧 化钠溶液中，聚孚 L 酸的酯基水解生成羧酸钠盐，有利 于水解反应向正

35、反应方向进行，因此酯键对碱较酸敏 感，与试验的初步研究结果相吻合。关于材料更长时 间的降解情况，还有待于在试验中进一步研究。3 结 论 采用乳酸单体为原料，利用新疆 丰富的蒙脱石 资源，通过原位插层聚合法制备了聚乳酸 有机蒙脱 石纳米插层复合材料，插层后的纳米复合材料属于插 层型纳米复合材料。F T-I R表明，O MMT在聚合过程 中被剥离成很小的粒子并分散在 P L A基体中形成聚 乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料。通过 X R D分 析，聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料中蒙脱石 层间距为 2 4 3 9 n m，层间距明显增大，实现了原位插层 聚合。T E M 结果表明，制备的聚乳酸

36、有机蒙脱石纳 米插层复合材料，形成了插层型结构，与红外光谱与 维普资讯 http:/ 第3 l 卷第4 期 非金属 矿 2 0 0 8 年7 月 X R D表征结果相一致。T G A分析表 明聚乳酸 有机 蒙脱石纳米插层复合材料的热分解温度提高，其热稳 定性比纯 P L A有明显 的提高。通过初步降解试验，在不同介质中降解结果表 明，材料在碱液中降解速率 最快。要使材料能够真正实用化，必须继续深入研究 聚乳酸 有机蒙脱石纳米插层复合材料的降解机理，才能达到根据材料使用环境和用途，调控产品降解性 能的实用水准。目前，作为一个相对新的研究领域，人们对生物降解性聚合物 层状硅酸盐(B P L S)纳

37、米 复合材料的研究 尚处于初级阶段，理论上还不成熟，制备技术还不完善，对材料的结构和性能之间的关系 还有待进一步探索。参考文献：【l】S i n h a R S，Y a ma d a K，Ok a mo t o M，e t a l，Ne w P o l y l a c t i d e L a y-r c d Si l i c a t e Na n oc o mp o s i t e s，3，Hi g h-P e r f o r ma n c e Bi o d e gr a d a b l e Ma t e r i a l s【J】Ch e m Ma t e r,2 0 0 3，l 5(7)：l

38、 4 5 6-l 4 6 5 【2】Wy p y c h E S a t y a n a r a y a n a KG F u n c t io n a l i z a t i o n o f s i n g l e l a y e r s a n d n a n o fib e r s：a n e w s t r a t e g y t o p r od u c e p o l y me r n a n o c o mp o s i t e s wi t h o p t i mi z e d p r o p e r t ie s J Co l l o i d a n d I n t e r

39、f a c e S c i e n c e，2 0 0 5，2 8 5(2)：5 3 2-5 4 3 【3】K u b i e s D，u d l a J，P u 仃r R，e t a 1 S t r u c t u r e and me c h a n i c a l p r o p e r-t i e s o f p o l y(L-la c t i d e)l a y e r e d s i l i c a t e n a n o c o mp o s i【e s J】E u r o p e a n P o l y me r J o u r n a l，2 0 0 6,4 2(4)：8

40、8 8-8 9 9 4】P a u l MA，Al e x and r e M，De g e e e t a 1 E x f o l i a t e d p o l y l a c t i d e c l a y n ano c o mp o s i t e s b y i n s it u c o o r d i n a t i o n-i n s e r t i o n p o ly me r i z a t i o n J】Ma c r o m o l R a p i d Co mmu n，2 0 0 3，2 4(9)：5 6 l-5 6 6 【5】P a n d e y J K，R e

41、 d d y K R K u ma r AP,e t a l An o v e r v ie w o n t h e d e g r a d-a b i l i t y o f p o l y me r n a n o c o mp o s i t e s|J】P o l y me r De g r a d a t i o n a n d S t a b i l i t y,2 o 0 5 8 8(2 2)：2 3 4-2 5 0 【6】Wu T M，Wu c Y B i o d e g r a d a b l e p o l y(1 a c t i c a c i d)c h i t o s

42、 a n-mo d i fi e d mo n t mo r i l l o n i t e n a n o c o mp o s i t e s：P r e p a r a t i o n a n d c h a r a c【e r i z a t i o n【J】，P o l y me r D e g r a d a t i o n a n d S t a b i l i t y,2 0 0 6，9 1(9)：2 1 9 8 2 2 0 4，【7】S i n h a Ra y S，Ok a mo t o M Bi o d e g r a d a b l e p o l y l a c t

43、i d e，l a y e r e d s i l i c at e n a no c o mp os i t e s：op e n a n e w di me n s i o n f o r p l a s t i c s a nd c o mp o s i t e s J Ma c r o mo l R a p i d C o mmu n 2 0 0 3，2 4(1 4)：8 l 5-8 4 0 【8】康宏 亮，陈成，庄宇刚，等 聚乳 酸 蒙脱土 纳米复合材料 的结构 和热性能【J】应用化学，2 0 0 5，2 2(3)：3 4 6-3 4 8 9】9 L e wi t u s D，Mc

44、C a r t h y S，O p h i r A，e t a 1 T h e E ff e c t o f Nano c l a y s o nt h e P r o p e rti e s o fP LL A-mod ifie d P o l y me r s P a r t l：Me c h an ic a l a n d Th e r ma l P r o p e rt i e s m P o l y me r s a n d t h e E n v i r o n me n t,2 0 0 6，l 4(2)：l 7 l-l 7 7，【1 0】S h i b a t a M，S o m

45、e y a Y Or i h a r a M，e t a1 T h e r ma l and me c h ani c al p r o p-e rt ie s o f p l a s t i c i z e d p o l y(L-l a c t i d e)n a n o c o mp o s it e s wit h o r g a n o-m o d-ifi e d mo n t mo r il lo n it e s【J j Ap p l P o ly m S c i，2 0 0 6 9 9(5)：2 5 9 4-2 6 0 2 【l l】D i I a n n a c e S，Ma

46、 i o E Di，e t a l P o ly(1 a c t i c a c i d y o r g ano c l a y n ano-c o mp o s i t e s：t h e rma l，t h e o l o g i c a l p r o p e rt i e s a n d f o a m p r o c e s s i n g J P o ly m S c i P a r t 1 3：P o l y m P h y s，2 0 0 5，4 3(6)：6 8 9-6 9 8 【l 2】S i n h a R S，Ma i t i P Ok a mo t o M，e t a

47、 1 Ne w P o l y l a c t i d e L a y e r e d Si l i c a t e Nan o c o m p o s i t e s 1 P r e p a r a t i o n，Ch a r a c t e r i z a t ion，a n d P r o p e r t i e s J Ma c r o mo l e c u l e s，2 0 0 2，3 5(8)：3 l 0 4-3 I l 0 【1 3】Ma r e k Ma j d a n a，Ok s a n a Ma r y u k a，S t a n i s l a w P ik u s

48、 a，e t a l E q u i l i b r i-u m，F T I R s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p y a n d s ma l l wi d e a n g l e X-r a y s c a t t e r i n g s tu d ie s o f c h r o ma t e s a d s o r p t io n o n mo d i fi e d b e n t o n i t e J J o u r n a l o f Mo l e c u l a r S t r u c t u r e，2 0 0

49、 5，7 4 0(1 I 3)：2 0 3-2 I J 【1 4】C h a n g J H，An Y U，S u r GS P o l y(1 a c t i c a c i d)n a n o c o mp o s i t e s with v a r i-O t i S or g a n o c l a ys 1 t h e r mo me c h a n i c al p rop e r t ie s，mo r p h o lo g y and g a s p e rme a b il i t y J】l P o l y m S c i P a r t B：P o l y m P h

50、y s，2 0 0 3，4 1(I)：9 4-1 0 3 【l 5】S i n h a R S，Y a ma d a K，O k a mo t o M，e t a 1 Ne w p o l y l a c t i d e l a y e md s i l i c a t e n a n o c omD os i t e s 2 Co n c u r r e n t i mp r o v e me nt s o f m a t e r i a l p r o p e rt i e s，b i o d e g r a d a b i l i ty a n d me l t r h e o l o