使用SEBS-g-MAH实现不相容的PLA/LDPE混合物的相容化：结合实验与计算研究的多尺度方法

《Macromolecular Chemistry and Physics》：Compatibilization of Immiscible PLA/LDPE Blends Using SEBS-g-MAH: A Multiscale Approach Combining Experimental and Computational Studies

研究采用分子动力学模拟和密度泛函理论计算，探究了0-10 wt.% SEBS-g-MAH相容剂对PLA/LDPE共混物相容性及热力学性能的影响。结果表明SEBS-g-MAH显著增强PLA/LDPE界面相互作用，改善相形态均匀性，降低结晶度但未明显影响热稳定性。该相容剂展现出优异的界面亲和力，为生物基塑料共混改性提供了新思路。

　　

摘要

在本研究中，制备了由本质上不相溶的聚乳酸（PLA）和低密度聚乙烯（LDPE，80:20）组成的混合物，并添加了0–10 wt.%的SEBS-g-MAH（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯接枝马来酸酐）作为相容剂。分子动力学（MD）模拟研究了这些混合物的结合能和相互作用机制，而密度泛函理论（DFT）计算（包括态密度分析和COSMO-RS方法）评估了相容剂对聚合物亲和力的影响。通过热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对混合物的形态和热性能进行了表征。MD结果显示，SEBS-g-MAH显著增强了PLA/LDPE之间的结合相互作用能。DOS和COSMO-RS分析表明，在SEBS-g-MAH存在的情况下，PLA和LDPE之间的相容性和亲和力得到了提高。TGA结果表明，SEBS-g-MAH对混合物的热稳定性没有显著影响，这与先前关于相容剂导致降解变化的报道相反。XRD结果显示，随着SEBS-g-MAH含量的增加，结晶度降低。SEM图像显示相态更加细腻均匀，PLA/LDPE的界面粘附性也得到了改善。这些改善归因于SEBS-g-MAH的两亲性质，它增强了界面相互作用。总体而言，SEBS-g-MAH有效改善了PLA/LDPE混合物的相容性，使其具有更精细的相态、更好的相容性以及更快的界面相互作用速度，优于其他相容剂。这些发现突显了SEBS-g-MAH作为不相溶PLA/LDPE混合物优良相容剂的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。