苯乙烯-马来酸酐共聚物对PLA/PBAT共混物的相形态及其性能的影响

聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)具有很好的延展性,但其强度较低,而聚乳酸(PLA)高模量可以解决PBAT的缺陷。以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)为增容剂,通过双螺杆挤出机制备了PLA/PBAT共混物,研究了不同含量的SMA对PLA/PBAT共混物的结晶性能、热性能、流变行为及拉伸性能的影响。结果表明：SMA能显著降低分散相PLA的粒径大小,在SMA含量为1.5wt%时变化最明显,PLA的粒径从1.75μm降低到0.60μm;SMA能促进PBAT的结晶,随着SMA含量增加,PBAT的结晶度呈现先增大后降低的趋势,当SMA含量为2wt%时,PBAT的结晶度达到最大为9.22%;通过Han曲线发现,在SMA含量较低时,共混物更接近均质物,随着SMA含量提高,共混物的弹性行为增强;SMA能够提高PLA/PBAT共混物的拉伸性能,随着SMA含量增加,拉伸强度与断裂伸长率都呈现先增大后减小的趋势,但总体高于未加SMA时的拉伸强度与断裂伸长率,SMA含量为1.5wt%时,拉伸强度相对于未添加SMA时,从18.1 MPa增加到21.8 MPa,提高了21%,断裂伸长率在SMA含量为1wt%时达...     

PLA增强改性PBAT共混物的制备及性能研究

采用熔融共混法制备聚乳酸(PLA)增强的聚对苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇共聚酯(PBAT)共混物,研究PLA用量对PBAT拉伸性能、微观相结构、热力学性能及流动性能的影响。结果表明:随着PLA用量的增加,PBAT/PLA共混物的拉伸强度明显提高,断裂伸长率下降;DSC测试表明,PLA的加入并未对PBAT的结晶-熔融行为造成明显影响。而随着PLA含量的增大,共混物熔体指数变小,热稳定性有所降低。     

硅酸盐填充聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯/聚乳酸生物降解薄膜的制备与性能

采用熔融共混法通过双螺杆挤出机制备了不同种类硅酸盐填充聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸（PBAT/PLA）材料并吹塑成膜,分析了层状和管柱状结构的硅酸盐及添加量对复合塑料薄膜力学性能、热性能、加工性能及阻隔性能的影响。结果表明,加入一定量的硅酸盐后,材料的热性能维持稳定;另一方面,硅酸盐充当了树脂基体的成核剂,起到了异相成核作用,使PBAT/PLA的结晶度有所提升。当有机改性蒙脱土与白云母添加量为10%～20%、埃洛石纳米管添加量为10%时,复合薄膜的拉伸性能与撕裂强度得到明显提升。硅酸盐的加入对PBAT/PLA薄膜的阻隔性能具有明显的提升作用。总体而言,层状结构白云母硅酸盐填充PBAT/PLA薄膜综合性能提升效果较好,在绿色包装和生物降解农膜覆盖领域具有潜在的应用价值。     

改性木质素/PBAT复合包装膜的研究

目的 将硅烷化木质素（SAL）与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）共混制备包装性能更为优良的SAL/PBAT复合包装膜,使其在包装领域应用更广。方法 通过对木质素进行硅烷化改性,以咪唑作为中间体,将叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）接枝到木质素的羟基上制备SAL,并将SAL与PBAT进行熔融共混吹塑成膜,探讨其对包装膜的力学和阻隔等性能的影响。结果 与纯PBAT膜相比,SAL/PBAT复合包装膜拉伸强度提高了31.0%,断裂伸长率降低了37.4%,弹性模量提高了529.7%,氧气透过率降低了39.4%,水蒸气透过率降低了42.4%。结论 改性木质素与PBAT复合能够产生协同效应,可以有效改善SAL/PBAT复合包装膜的力学和阻隔性能。     

PCL/PLLA共混体系的微相分离结构调控及力学性能和气体水蒸气阻隔性能

采用熔融共混法制备了不同聚乳酸(PLLA)组分的聚己内酯/聚乳酸(PCL/PLLA)非均相共混薄膜,研究了其力学性能、气体和水蒸气阻隔性能,并探讨了共混物相结构与各阻隔性能之间的关系。结果表明,不同PLLA共混比例的PCL/PLLA共混膜形成了具有不同相分离结构的非均相体系。当PLLA共混比例高于50%时,共混薄膜体系的相分离结构和相容性得到改善,共混膜的拉伸强度和弹性模量大幅度增加,同时保持了较高的断裂伸长率,而气体和水蒸气透过性却明显降低。相比于纯PCL,PCL/PLLA(75)共混膜的拉伸强度和弹性模量分别达到68.1 MPa和1136.4 MPa,较PCL分别增加了166%和289%;5℃时,PCL/PLLA(75)共混膜的O_2和CO_2透过系数分别降低了70%和87%;此外,在室温条件下,PCL/PLLA(75)共混膜的水蒸气透过系数降低了31%。     

SiOx/PET复合薄膜的力学性能及阻隔性能

目的基于氧化硅(SiO_x)镀层优异的性能,研究不同厚度的SiO_x层对SiO_x/PET复合薄膜力学性能和阻隔性能的影响,以期得到性能较优的SiO_x/PET复合薄膜。方法以自制的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积得到SiO_x层厚度分别为40,150,230,320 nm的SiO_x/PET复合薄膜,并进行傅里叶变换红外线光谱分析、力学性能和阻隔性能测试,以及薄膜表观形貌分析。结果沉积SiO_x层后,SiO_x/PET复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率随SiO_x层厚度的增大先增大后减小,氧气透过率和水蒸气透过率则出现明显衰减而后逐渐平缓的趋势。SiO_x层厚度达150~230 nm时,复合薄膜的力学性能和阻隔性能表现较优,拉伸强度、断裂伸长率、氧气透过率以及水蒸气透过率分别提高了约25.0%,20.9%,79.3%,77.3%。结论适宜厚度的SiO_x层可以使得SiO_x/PET复合薄膜同时具备较优的力学性能和阻隔性能。     

PPC/PHB吹塑薄膜的相形态、力学和阻隔性能研究

采用挤出吹塑成型制备PPC/PHB复合材料薄膜,研究薄膜的微观形态与力学性能和阻隔性能之间的关系。结果表明,薄膜的拉伸强度随着PHB含量的增大逐渐增大,薄膜的纵向拉伸强度比横向拉伸强度高,横向直角撕裂强度比纵向略高,这与薄膜沿拉伸方向发生了一定的取向有关;薄膜的水蒸气渗透系数和氧气渗透系数均随着PHB含量的增大而不断减小,表明其阻水及阻氧性能得到提高;当PHB含量为30%(质量分数)时,与纯PPC相比,复合材料薄膜的氧气阻隔性能提升了约5倍。分别采用Fricke和Nielsen理论模型预测PPC/PHB复合材料薄膜的阻隔性能,探究影响PPC/PHB共混薄膜阻隔性能的作用机制,可为高阻隔性能的PPC/PHB复合材料制备提供理论指导。     

聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯/热塑性淀粉生物降解膜的制备及性能

马来酸酐(MA)作为增容剂,与聚对苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯(PBAT)、热塑性淀粉(TPS)共混获得PBAT/MTPS共混物,并制备了吹塑薄膜。通过红外表征、示差扫描量热分析、扫描电子显微镜、拉伸试验研究了共混体系及薄膜的分子之间相互作用、热性能、表面形态和力学性能。结果表明,加入MA能促使PBAT与TPS共混体系发生酯交换反应,PBAT的玻璃化转变温度显著提高,淀粉的粒径明显降低,拉伸强度比PBAT/TPS提高,获得了性能优良的生物降解薄膜。     

凝聚态结构对PLA/PPC共混物结构及水蒸气阻隔性的影响

目的 研究不同聚集态结构聚乳酸(PLA)/聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)的相容性、晶体学结构特征及其水蒸气阻隔性能的演化,拓宽其在包装领域的应用范围.方法 采用共混法并配合不同的热处理工艺,获得了3种不同凝聚态结构(非晶态、α'晶型、α晶型)的PLA/PPC共混物,并通过FT-IR、DSC、OM、SEM、XRD、DSC、水蒸气透过率测试进行分析和表征.结果 分析结果表明,虽然PLA与PPC之间有一定的相容性,但整体上表现为热力学不相容.当热处理温度由80℃升高到130℃时,结晶态共混物PLA/PPC的晶体结构将由α'转变为α晶型.水蒸气透过率测试结果表明,具有α晶型的结晶态共混物对水蒸气具有最优的阻隔性能.不同凝聚态结构共混物的水蒸气渗透系数为非晶态>α'晶型>α晶型.结论 不同聚集态共混物具有不同的结构及水蒸气阻隔性,α 晶型优良的水蒸气阻隔性能主要归因于大分子链排列规整度更高,链与链之间产生更强的范德华力,进而延长了水蒸气的扩散路径,通过控制PLA/PPC共混物的聚集态,调整其结构及性能是一种有效的方法.     

MOF-199/聚乳酸复合薄膜的制备及性能研究

目的 探索功能配合物MOF-199对聚乳酸（PLA）的改性作用以及MOF-199添加量对PLA薄膜性能的影响。方法 采用溶液共混流延的方式将MOF-199与PLA复合制备复合薄膜,采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）研究复合薄膜的表面形貌和组分,通过测试复合薄膜的色差、透光率、雾度、力学性能、水蒸气透过率及紫外可见吸收光谱等,研究MOF-199含量对复合薄膜性能的影响。结果 随着MOF-199添加比例的增大,复合薄膜的水蒸气透过率先升高后降低,最大值为1.186×10–13 g?cm/(m2?s?Pa),各复合薄膜的透光率均在91%以上,最大断裂伸长率基本在2.1%~2.5%之间,拉伸强度降低,紫外吸收能力逐渐增大。与纯PLA薄膜相比,当MOF-199的质量分数为5.0%时,复合薄膜在210 nm处的紫外吸光度提高了约1.6倍。结论 配合物MOF-199的加入可提高PLA复合薄膜的抗紫外性能和水蒸气透过性能,制备的复合薄膜在抗紫外及气调包装领域具有潜在应用价值。     

PLLA/PBAT单轴拉共混膜的力学性能及气体透过性

目的研究单轴拉伸聚乳酸/聚对苯二甲酸丁二酯(PLLA/PBAT)共混薄膜的热学、力学和气体透过性能。方法通过双螺杆熔融挤出后再进行单轴拉伸,制备出不同共混比例的无定型PLLA/PBAT共混薄膜材料,并对其热学、力学和气体透过性进行研究。结果 PLLA和PBAT是个完全不相容的共混体系,PBAT的添加加速了PLLA的冷结晶速度,改善了单轴拉伸PLLA薄膜的纵向和横向的柔韧性,最大断裂伸长率可达29%。提高了气体透过性和CO_2/O_2选择透过性,CO_2/O_2透过比相对于纯PLLA的3.8提高到7.6。结论柔性PBAT的添加改善了PLLA的刚性,提高了材料的柔韧性,PBAT对CO_2有较好的吸附性和扩散性,提高了材料的CO_2透过量和CO_2/O_2选择透过性能。     

生物可降解PLA/PCL共混包装薄膜的结构与阻隔性能研究

为了改善包装用聚乳酸(PLA)薄膜的韧性,本文选用生物可降解高分子材料聚己内酯(PCL)与其进行共混,并加入柠檬酸三丁酯(TBC)对这两组分进行增容。通过溶液铸涂法制备不同配比的PLA/PCL共混包装薄膜,研究了PCL的加入对PLA薄膜的结构及性能的影响。X射线衍射仪(XRD)测试结果表明,随着PCL的加入,可以提高PLA/PCL共混包装薄膜的相对结晶度。热重分析法(TG)测试表明,PCL的加入使PLA的起始分解温度降低,但是其终止分解温度有所升高。通过对共混薄膜的阻隔性能测试可知,PCL的加入,使共混薄膜的水蒸气和氧气的渗透性降低,其阻隔性能得到改善。从光学性能测试中发现,增加PCL的含量使共混薄膜的透光率降低。     

PLA与NCW复合包装薄膜的形貌与性能研究

为了改善生物可降解包装膜聚乳酸(PLA)的脆性,提高其阻隔性能,制备PLA/纳米微晶纤维素晶须(NCW)复合包装薄膜。采用流延法制备不同配比的PLA/NCW可降解复合包装薄膜,研究复合薄膜的表面形貌、力学性能和阻隔性能等。通过原子力显微镜测试(AFM)可看出NCW在PLA基中的分散情况随着NCW含量的增加而变得不均匀,导致膜表面变得粗糙。力学性能测试表明,当NCW含量为1wt%时,复合薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量达到最大值。通过阻隔性能测试发现,随着NCW的加入,复合薄膜的水蒸气和氧气渗透性降低。透光度测试结果说明,加入NCW使复合薄膜的透光率减低。PLA/NCW可降解复合薄膜最佳配比为1wt%。     

PLA/PBAT/PCL生物降解复合材料的制备及其性能分析

以聚乳酸(PLA)和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)为基材,聚己内酯(PCL)为相容剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/PCL复合材料,研究了所得复合材料的热性能、力学性能和流变性能。结果表明,当PCL含量为2%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度达到最大值;随着PBAT含量的增加,复合材料的熔融结晶温度Tc逐渐降低,而其初始热分解温度To先上升后下降;当PBAT的含量为15%时,To最大,其值为334.18℃。当PBAT含量从0增加到20%时,复合材料的冲击强度从3.26kJ/m2增加到7.07kJ/m~2,其断裂伸长率则从2.46%增加到118.22%;另外,随着PBAT含量的增加,复合材料的熔体弹性增加。     

尼龙6/聚乳酸共混物的结构及性能

采用熔融共混法制备了尼龙6/聚乳酸(PA6/PLA)共混物,探索性研究了聚乳酸(PLA)部分替代尼龙6(PA6)的可行性。通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)形态观察和热稳定性分析,研究了共混物的性能。研究结果表明,当PLA的含量不超过30%时,PA6/PLA共混物的拉伸强度在纯PA6拉伸强度的96%以上,拉伸模量是纯PA6的1.16～1.6倍;维卡软化点在173℃以上,热稳定性良好;形态观察发现共混物中PA6和PLA两相界面结合紧密,具有良好的相容性。而当PLA的含量超过40%时,PA6/PLA共混物的拉伸强度和热稳定性明显降低。     

可全生物降解PLA/PBAT/PHBV共混材料的结构与性能

为了得到刚性与韧性平衡的聚乳酸（PLA）基可生物降解共混材料,通过熔融共混挤出法制备了不同质量比的PLA/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）/聚（3-羟基丁酸-co-羟基戊酸共聚酯（PHBV）可全生物降解共混材料,采用SEM、TG、DSC、毛细管流变仪和万能材料试验机对PLA/PBAT/PHBV共混材料的形态结构、热性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明:PLA/PBAT/PHBV共混材料的热失重起始分解温度相对纯PHBV提高了45 ℃,热稳定性提高;共混体系中各组分的玻璃化转变温度与单一体系相比几乎无变化,PLA/PBAT/PHBV共混体系为完全不相容体系,同时PBAT和PHBV的加入阻碍了PLA的冷结晶;PLA/PBAT/PHBV 共混体系的共混形态呈“海-岛”分布,PBAT和PHBV均匀地分散于PLA基体中,相界面分明;随着PBAT含量增加,PLA/PBAT/PHBV共混材料熔体的流动性增加,温度变化对黏度的影响变大;PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料可在保留纯PLA 60%拉伸应力的同时,拉伸应变提高到纯PLA的2.6倍,韧性得到改善。所得结论表明PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料的综合力学性能较纯PLA好。      

拉伸挤出加工聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯/热塑性淀粉共混物的结构与性能

采用偏心转子挤出机制备了聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)/热塑性淀粉(TPS)共混物。通过与双螺杆挤出方式进行对比,研究了拉伸挤出对PBAT/TPS共混物形态结构、结晶结构、流变特性和力学性能的影响。结果表明,拉伸挤出加工促进了淀粉的塑化及在PBAT基体中的分散,强化了PBAT与TPS之间的界面相互作用。与双螺杆挤出共混物相比,拉伸挤出加工PBAT/TPS共混物的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高了19%,9%和28%。当TPS含量为40%时,拉伸挤出共混物拉伸强度仅比PBAT降低了29%,但其断裂伸长率与PBAT相当,冲击强度比PBAT提高了75%。偏心转子挤出机为制造低成本、高性能生物降解高分子材料提供了有效工具。     

PLA/PBAT薄膜的光氧老化行为

采用差热扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和万能拉伸试验机研究了在紫外光照射过程中聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)薄膜的结晶性能、动态热机械性能、不同官能团含量以及力学性能。实验结果表明,经紫外光照射后,PLA/PBAT薄膜的结晶能力变强,结晶度增大;储能模量减小,玻璃化转变温度升高,链段运动多样性增加,链段松弛变得容易;CH—含量减少,同时C=O和—OH含量增大;力学性能降低,且取向对于力学性能的降低幅度有重要影响。最后作者还给出了PLA/PBAT薄膜在紫外光照射过程中的降解机理。     

PLA/PBAT/PLA-g-MAH可生物降解复合材料的形态结构与性能分析

通过熔融共混法制备马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH)用于改善聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯共混物(PLA/PBAT)的相容性,并对复合材料的形态结构、力学性能和生物降解性能进行研究。SEM结果显示,添加增容剂PLA-g-MAH后,PLA/PBAT共混物两相间的界面明显变得模糊,说明PLA-g-MAH对共混物有一定的增容作用;增容剂PLA-g-MAH的加入,使复合材料的拉伸强度和弯曲强度相比于纯PLA略有下降,但其冲击强度有一定程度的提高,断裂伸长率有显著提高,比纯PLA的断裂伸长率提高了约17倍,表现出良好的力学性能;另外,PLA-g-MAH的加入提高了共混物的生物降解性能。     

玉米全粉/PVA共混膜的制备及性能

目的利用玉米全粉与聚乙烯醇(PVA)制备共混膜,研究其性能结构,以期替代传统塑料包装袋,缓解白色污染的危害。方法在三乙醇胺和羧甲基纤维素的作用下通过溶液浇铸法制备玉米全粉/PVA共混膜,考察PVA含量对共混膜力学性能、吸湿性能及水蒸气透过性能的影响。结果共混膜的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均随PVA含量的增加而升高,吸湿率和水蒸气透过率随PVA含量的增加而降低,吸水后共混膜的力学性能有所下降,显微观察表明,PVA含量的增加可提高共混系统的相容性,PVA在原料基体中质量分数为40%~60%时的共混膜拉伸强度可达10 MPa以上,吸湿率小于82%,水蒸气透过率约为12×10^-5 g/(mm·d)。结论该共混膜有一定抗水蒸气和油渗透的功能,基本可满足普通包装材料的要求。