Abstract To develop eco-polymeric materials is of significant importance to protect the global environment and promote the sustainable development of human society. Poly (propylene carbonate) (PPC) as a new biodegradable polymer has attracted much interest, but some properties of PPC have to be improved before the practical utilization. In this work, the re-dispersible unmodified laponite and montmorillonite (MMT) were used as the nanometer reinforcing phase to enhance the mechanical property, thermal stability and oxygen barrier property of PPC. Via a simple solution mixing method, the PPC/laponite and PPC/MMT nanocomposites were fabricated. The unmodified laponite and MMT were well dispersed in the PPC matrix, which was confirmed by TEM results. As a result, the obtained PPC/clay nanocomposites exhibited high transparency (>80%) and enhanced storage modulus (100–150% higher than PPC), when the clay content was in a range of 1–10 wt%. In addition, the incorporation of lower than 3 wt% of laponite and MMT increased the elongation at break and thermal stability of PPC. The initial decomposition temperature (Td10%) of PPC/clay nanocomposites with 1 wt% clay was approximately 250 °C, which was substantially higher than that of pure PPC (215 °C). The PPC/clay nanocomposites with 7 wt% clay displayed the lowest O2 permeability, which was two orders of magnitude lower than that of pure PPC. Therefore, the resultant PPC/clay nanocomposites with enhanced properties have a potential to boost the practical utilization of PPC.

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具有增强的机械性能、热稳定性和氧气阻隔性能的聚（碳酸丙二酯）/粘土纳米复合材料

摘要 开发生态高分子材料对保护地球环境、促进人类社会可持续发展具有重要意义。聚（碳酸丙二酯）（PPC）作为一种新型的可生物降解聚合物引起了人们的广泛关注，但在实际应用之前，PPC的一些性能还需要改进。在这项工作中，可再分散的未改性锂皂石和蒙脱石（MMT）被用作纳米增强相，以提高 PPC 的机械性能、热稳定性和氧气阻隔性能。通过简单的溶液混合方法，制备了 PPC/laponite 和 PPC/MMT 纳米复合材料。未改性的合成锂皂石和 MMT 很好地分散在 PPC 基质中，这由 TEM 结果证实。结果，获得的 PPC/粘土纳米复合材料表现出高透明度 (> 80%) 和增强的储能模量（比 PPC 高 100-150%），当粘土含量在 1-10 wt% 的范围内时。此外，低于 3 wt% 的合成锂皂石和 MMT 的加入增加了 PPC 的断裂伸长率和热稳定性。含 1 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料的初始分解温度 (Td10%) 约为 250 °C，大大高于纯 PPC (215 °C)。含有 7 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料表现出最低的 O2 渗透率，比纯 PPC 低两个数量级。因此，所得到的具有增强性能的 PPC/粘土纳米复合材料有可能促进 PPC 的实际应用。掺入低于 3 wt% 的合成锂皂石和 MMT 提高了 PPC 的断裂伸长率和热稳定性。含 1 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料的初始分解温度 (Td10%) 约为 250 °C，大大高于纯 PPC (215 °C)。含有 7 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料表现出最低的 O2 渗透率，比纯 PPC 低两个数量级。因此，所得到的具有增强性能的 PPC/粘土纳米复合材料有可能促进 PPC 的实际应用。掺入低于 3 wt% 的合成锂皂石和 MMT 提高了 PPC 的断裂伸长率和热稳定性。含 1 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料的初始分解温度 (Td10%) 约为 250 °C，大大高于纯 PPC (215 °C)。含有 7 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料表现出最低的 O2 渗透率，比纯 PPC 低两个数量级。因此，所得到的具有增强性能的 PPC/粘土纳米复合材料有可能促进 PPC 的实际应用。含有 7 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料表现出最低的 O2 渗透率，比纯 PPC 低两个数量级。因此，所得到的具有增强性能的 PPC/粘土纳米复合材料有可能促进 PPC 的实际应用。含有 7 wt% 粘土的 PPC/粘土纳米复合材料表现出最低的 O2 渗透率，比纯 PPC 低两个数量级。因此，所得到的具有增强性能的 PPC/粘土纳米复合材料有可能促进 PPC 的实际应用。