基于双转子连续混炼挤出机的聚乳酸/聚己内酯可降解共混物制备及性能

基于熔融共混法,采用双转子连续混炼挤出机制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)可降解共混物,研究PCL含量和转子转速对共混物性能的影响.通过拉伸测试、动态力学分析、热重分析、差示扫描量热分析等测试考察了PLA/PCL共混物的力学性能、热稳定性和结晶性能.结果 表明,PCL对PLA/PCL共混物有明显的增韧效果,同时可提高共混物的热稳定性和结晶性能;提高转子转速可以改善分散相在连续相中的分散分布效果,但转速过高会导致PLA的生热降解和PCL的加剧破裂.当转子转速为500 r/min时,PCL质量分数为40％或50％时,PLA/PCL共混物具有良好的综合性能,此时拉伸强度高于48 MPa、断裂伸长率高于466％、冲击强度高于82 J/m,共混物中PCL相的结晶度高于56.08％、PLA相的结晶度高于52.90％.     

乙酰柠檬酸三正丁酯增塑改性淀粉/聚乳酸共混材料的结构与性能

以乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)作为增塑剂,采用熔融共混法制备了淀粉/聚乳酸(PLA)共混材料。采用红外吸收光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重分析及力学性能测试方法研究了ATBC对淀粉/PLA共混材料结构和性能的影响。结果表明,ATBC能与PLA和淀粉分子发生强相互作用,破坏淀粉/PLA共混物中原有的氢键,降低淀粉/PLA共混物的结晶度;在淀粉/PLA共混物中加入ATBC可提高PLA与淀粉的界面结合力,改善其相容性,进而改变淀粉/PLA共混材料的结构与性能。ATBC不影响共混材料的热稳定性,但能降低淀粉/PLA共混物的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm),改善加工性能;ATBC能显著提高淀粉/PLA共混材料的柔韧性,含20%ATBC的淀粉/PLA共混材料的断裂伸长率可达到365%。     

木粉含量对木粉-淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

以杨木粉、玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,甘油为相容剂,利用熔融挤出法制备了木粉-淀粉/PLA复合材料。研究了木粉含量对复合材料界面相容性、热性能、力学性能、流变性能以及吸水率的影响。结果表明:随着木粉含量的增加,PLA与木粉之间的界面相容性下降,木粉-淀粉/PLA复合材料的热稳定性下降,储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加;随着木粉含量的增加,木粉-淀粉/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势,当木粉含量为18wt%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,最大值分别为40.65 MPa和60.91 MPa;随木粉含量的增加,复合材料的断裂伸长率由9.64%减小到5.97%,而吸水率由5.38%增大到13.43%。     

亚磷酸三苯酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同含量亚磷酸三苯酯(TPPi)的亚磷酸三苯酯/聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,利用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、熔体流动速率、流变性能和力学性能测试对TPPi/PLA/PBS共混体系的结构、结晶性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明,TPPi主要作为酯化促进剂参与反应,共混体系的结构基本保持不变;TPPi的加入未改变共混物的结晶结构;当TPPi用量≤0.4phr时,TPPi的扩链作用使得PLA与PBS之间的相容性得到一定的改善;随着TPPi用量的增加,共混物的拉伸强度和冲击强度呈先增加后减小的趋势,当TPPi用量为0.4phr时,分别达到最大值63.7 MPa和4.56kJ/m2,较PLA/PBS共混物分别提高了24.4%和44.3%。     

亚磷酸三苯酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同含量亚磷酸三苯酯(TPPi)的亚磷酸三苯酯/聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,利用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、熔体流动速率、流变性能和力学性能测试对TPPi/PLA/PBS共混体系的结构、结晶性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明,TPPi主要作为酯化促进剂参与反应,共混体系的结构基本保持不变;TPPi的加入未改变共混物的结晶结构;当TPPi用量≤0.4phr时,TPPi的扩链作用使得PLA与PBS之间的相容性得到一定的改善;随着TPPi用量的增加,共混物的拉伸强度和冲击强度呈先增加后减小的趋势,当TPPi用量为0.4phr时,分别达到最大值63.7 MPa和4.56kJ/m2,较PLA/PBS共混物分别提高了24.4%和44.3%。     

废纸浆增强玉米淀粉基复合材料的制备及其力学性能研究

以甘油和尿素作为混合塑化剂、废纸浆为增强体,玉米淀粉、聚乙烯醇为基体,利用熔融共混法制备了废纸浆增强玉米淀粉复合材料。研究了混合增塑剂、废纸浆、水含量、氢氧化钠浓度对复合材料力学性能的影响。力学性能测试结果表明,甘油和尿素混合塑化剂对复合材料有反增塑作用,当甘油/尿素含量分别为10/20份时,拉伸强度最佳为10.26MPa;氢氧化钠浓度为4%时,复合材料综合力学性能最好;废纸浆对复合材料有增强作用,当含量为35份时,拉伸强度最佳为11.35MPa;随着含水率的增加,材料的拉伸强度降低,断裂伸长率先增加后降低;扫描电镜观察发现,甘油和尿素混合塑化剂能够增塑淀粉,很好的改善废纸浆和玉米淀粉之间的相容性。     

环氧呋喃树脂反应性增容PLA/PBS共混体系的动态流变学表征

用熔融共混法制备不同环氧呋喃树脂(FER)含量的聚乳酸/环氧呋喃树脂/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/FER/PBS)共混物,使用旋转流变仪、扫描电镜(SEM)和万能试验机等手段研究了FER含量对PLA/PBS共混体系的动态流变行为和相容性的影响。结果表明:当应变(γ)小于30%时动态模量不随γ的变化而变化,共混体系表现出线性黏弹行为;当γ大于30%后动态模量明显降低,出现了"Payne"效应。FER能改善PLA/PBS共混体系的加工性能;PLA/PBS共混体系有两个不同的驰豫过程,使曲线出现两个明显的半圆弧,加入FER后PLA和PBS两相的形态发生了改变;当FER含量为0.3 phr时共混体系的Han曲线与v GP曲线重叠,表明PLA和PBS的相容性较好;当FER含量为0.3 phr时PLA与PBS的界面黏附性最佳,表明PLA与PBS具有最为理想的界面相容性;FER添加量为0.3 phr时共混物的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值56.9 MPa和4.33 k J/m2,比PLA/PBS共混物提高了11.2%和37.0%。     

PLA/PMA/PEG共混改性研究

采用悬浮聚合的方法,以丙烯酸甲酯(MA)为反应单体制备珠粒状的聚丙烯酸甲酯(PMA),然后采用熔融共混的方法,以PMA为增韧剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂,石蜡为润滑剂来改性PLA,对改性后共混物的热性能和力学性能的研究。结果表明:PMA与PLA相容性好。PMA对PLA有增韧作用,添加25份的PMA时,PLA共混材料的冲击强度为58.90kJ/m2,是纯PLA的4.9倍;随着PMA用量的增加,共混物的断裂伸长率提高;拉伸强度先升高后降低,PMA加入量在12.5份时,共混物的拉伸强度达到最大。     

土豆塑料的制备与研究

本课题通过采用甘油和柠檬酸三乙酯复合增塑剂对土豆淀粉进行了塑化,并制备了添加了增强剂Joncryl的聚乳酸和土豆淀粉的共混物。结果表明,增强剂能很好的提高土豆淀粉和聚乳酸的相容性。聚乳酸含量的增加以及添加增强剂能够有效地提高产品的力学性能和耐水性能。     

热塑性乙酰化淀粉/聚乳酸的性能及形态

采用熔融共混的方法制备了热塑性乙酰化淀粉(TPAS)/聚乳酸(PLA)复合材料, 研究了TPAS/PLA复合材料力学性能、 热性能和形态结构。TPAS以乙酰化改性淀粉为基体, 甘油为增塑剂。实验结果表明: 随着TPAS含量的增加, TPAS/PLA复合材料韧性明显提高, 当TPAS加入量为40%(质量分数)时, 断裂伸长率提高4倍多, 同时TPAS的加入对复合材料的热稳定性影响不大。DSC、 DMTA和SEM分析结果表明, PLA与TPAS是不相容的。     

甘油增韧淀粉/PLA易降解打印耗材的制备

采用甘油与PLA粉末在无水乙醇中预混合,80℃烘干后再加入淀粉进行双螺杆熔融共混,制备出淀粉含量为20%的甘油增韧淀粉/PLA复合材料。扫描电镜和拉曼光谱分析结果表明,采用该方法可使淀粉在PLA基体中均匀分布。力学性能测试显示,PLA拉伸强度、断裂延展率和弯曲强度均随淀粉含量增加而降低,但甘油含量为8%时淀粉/PLA复合材料的韧性明显提升。以甘油增韧的淀粉/PLA复合材料制成易降解FDM打印耗材,实际3D打印效果良好。     

聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料的性能研究

将热塑性淀粉(TPS)与聚己内酯(PCI)、聚乳酸(PLA)共混后,采用溶剂挥发法制备出完全生物降解的聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料.测试了材料的力学性能、共混形态、疏水性能和降解性能等.结果表明:甘油和水能够很好增塑淀粉,当淀粉:甘油:水为4:1.2:10时,拉伸强度最高达44.84MPa,断裂伸长率达93%,共混材料具有较好的力学性能;FT-IR和SEM显示聚己内酯的加入提高了共混材料的相客性;随着淀粉含量的增加,吸水率增大;土埋70天后,共混材料最高降解率达42.41%.     

增容剂对PP/TPS共混材料性能的影响

以甘油为塑化剂,制备了热塑性淀粉(TPS);利用自制的甘油基阴离子表面活性剂:(2-十六烷基羧酸酯)丙二羧酸钠(C)为增容剂,制备了PP/TPS/C共混材料,并对其力学性能、熔点、结晶温度、热稳定性、流变性能等进行了分析。结果表明,在100份的PP/TPS(70∶30)共混材料中加入2份C时,其力学性能和流变性能最好。拉伸强度由21.3MPa降至17.8MPa,断裂伸长率由9.3%升高至19.7%,提高了115%;流动性变好,表观粘度明显降低。由于增容剂是甘油基阴离子表面活性剂,其与增塑剂甘油、淀粉以及PP都能产生一定的相互作用,从而影响了共混材料的性能。     

氯化镁/甘油改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能EI北大核心CSCD

为了改善淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料的相容性和力学性能,文中以氯化镁/甘油为复配改性剂,采用熔融共混方法制备了改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料,研究了改性共混材料的红外吸收特性、形态结构、热性能、力学性能及结晶性能。研究结果表明,氯化镁和甘油可与淀粉/PBS共混材料产生强相互作用,破坏淀粉/PBS共混材料原有的氢键与结晶结构,提高淀粉与PBS的相容性,使共混材料的玻璃化转变温度、结晶温度、冷结晶温度及结晶度降低;采用氯化镁/甘油复配改性剂可制备出具有良好性能的淀粉/PBS共混材料,改性后的淀粉/PBS共混材料的断裂伸长率和拉伸强度均得到提高。     

PEO/CaC03/PLA复合材料开孔结构的制备

采用聚乳酸(PLA)、聚氧化乙烯(PEO)、碳酸钙(CaCO3)熔融共混制备具有开孔结构的PLA多孔材料,借助于扫描电镜、孔隙率、热分析和压缩性能的测试方法,研究了连续混炼工艺对多孔材料结构和性能的影响.结果表明,过高或过低的转子转速和加料量都会导致多孔材料孔隙率的下降.当转子转速为600 r/min,加料量为2.61 kg/h时,孔隙率达到最大值76.8％.压缩模量和压缩强度分别为4.3 MPa和2.9 MPa.提高转子转速有利于多孔材料结晶性能的提高.     

PEO/CaCO_3/PLA复合材料开孔结构的制备

采用聚乳酸(PLA)、聚氧化乙烯(PEO)、碳酸钙(CaCO_3)熔融共混制备具有开孔结构的PLA多孔材料,借助于扫描电镜、孔隙率、热分析和压缩性能的测试方法,研究了连续混炼工艺对多孔材料结构和性能的影响。结果表明,过高或过低的转子转速和加料量都会导致多孔材料孔隙率的下降。当转子转速为600 r/min,加料量为2.61 kg/h时,孔隙率达到最大值76.8%,压缩模量和压缩强度分别为4.3 MPa和2.9 MPa。提高转子转速有利于多孔材料结晶性能的提高。     

氯化镁/甘油改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能

为了改善淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料的相容性和力学性能,文中以氯化镁/甘油为复配改性剂,采用熔融共混方法制备了改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料,研究了改性共混材料的红外吸收特性、形态结构、热性能、力学性能及结晶性能。研究结果表明,氯化镁和甘油可与淀粉/PBS共混材料产生强相互作用,破坏淀粉/PBS共混材料原有的氢键与结晶结构,提高淀粉与PBS的相容性,使共混材料的玻璃化转变温度、结晶温度、冷结晶温度及结晶度降低;采用氯化镁/甘油复配改性剂可制备出具有良好性能的淀粉/PBS共混材料,改性后的淀粉/PBS共混材料的断裂伸长率和拉伸强度均得到提高。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

淀粉/EVA复合发泡鞋底材料的配方设计及表征

采用L9(34)正交实验方法,研究了弹性体乙烯-辛烯共聚物(8003树脂)、增容剂乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、滑石粉及增塑剂甘油对淀粉/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合发泡鞋底材料力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了共混物的结构。结果表明,滑石粉和8003树脂对共混物的拉伸强度、延伸率及回弹性有显著的影响,当8003树脂为20phr、EAA为30phr、滑石粉为0phr、甘油为8phr时,共混物的综合力学性能最好。XRD和SEM分析表明,EAA的加入能大大增加淀粉和EVA的相容性,达到增容的效果。