通过低阈值Janus纳米片实现聚乳酸/聚碳酸丙烯酯非相容共混物的同步增韧、增强和抗紫外性
韧性差限制了生物基可降解聚乳酸的广泛使用。传统共混方法在增韧聚乳酸的同时往往会使其强度显著下降，同时共混体系还存在相容性差等问题。对此，作者通过氨酯化反应及偶联技术将聚碳酸亚丙酯二元醇和环氧基团分别接枝到二氧化钛纳米片的两侧从而得到了特制的Janus纳米片（JNs），并将其应用于聚乳酸/聚碳酸亚丙酯（PLA/PPC）共混体系，同时提高了共混物的相容性、机械性能，并赋予其紫外屏蔽功能。在熔融共混过程中，JNs一面的环氧基团与PLA端羧酸基发生原位反应，形成稳固的共价键；另一面上接枝的PPC分子链与分散相PPC的分子链发生了紧密的链缠结，从而使JNs选择性地固定在PLA/PPC相界面处，改善了PLA和PPC之间的相容性。PLA/PPC中添加0.3 wt % JNs后，PPC相尺寸由3.25微米降至0.42微米，断裂伸长率以及断裂强度分别提升了245%以及50%。此外，在保持良好透明性的同时，JNs的引入显著提升了共混物在UVA和UVB区的紫外屏蔽及抗紫外老化性能，即使在紫外光辐照96 h后，共混物的断裂伸长率以及断裂强度仍分别达到335 %和35 MPa。本工作为实现聚乳酸共混体系的增容、高性能及功能化提供了新的方法，为不相容聚合物共混体系的性能与功能设计提供了可借鉴的思路。
相关成果以题为 “Synchronous toughening, strengthening and UV Resistance of immiscible polylactic acid/polypropylene carbonate blends by Janus nanosheets compatibilizers with a low threshold” 发表于 Macromolecules。江南大学硕士生管捷宇为该论文的第一作者，江南大学马丕明教授和徐鹏武副教授为该论文的通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划（2022YFB3704900）国家自然科学基金(52103032, 52073123, 52373037)，江苏省研究生科研与实践创新项目 (SJCX24_1358) 以及中央高校基本科研业务费专项资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.4c01950
