PP-g-MAH对PLA性能的影响

采用双螺杆挤出机以熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混物,以傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析、动态热机械分析(DMA)和扫描电子显微镜研究了不同PP-g-MAH含量对PLA力学性能和微观结构的影响。DMA测试发现,随着PP-g-MAH含量的增加,PLA/PP-g-MAH共混物的损耗因子向低温区移动,表明PLA与PP-g-MAH分子链具有良好的相容性。FTIR分析证实了这种良好的相容性归因于PLA分子链羟基和酸酐基团之间的酯化反应。TG分析研究表明,PP-g-MAH的加入限制了PLA分子链的运动,提高了共混物的耐热性,一定程度上抑制了PLA的分解。PP-g-MAH在一定程度上提高了PLA/PP-g-MAH共混物的力学性能,添加质量分数15%的PP-g-MAH时,PLA/PP-g-MAH共混物的Iozd缺口冲击强度和弯曲弹性模量都有所提高,分别由纯PLA的2.83 k J/m2,2 668 MPa提高到5.38 k J/m2,2 970 MPa,分别提高了90.1%和11.3%,但拉伸强度却有一定程度的降低。阻隔性能实验表明,随着PP-g-MAH含量的增加,水蒸气和氧气透过系数降低。添加质量分数20%的PP-g-MAH,氧气和水蒸气的透过系数分别为4.5×10-15(cm3·cm)/(cm2·s·Pa)和1.3×10-10 g/(m·s·Pa),与纯PLA相比,分别下降了74.7%和45.1%。     

PBAT/EVOH共混薄膜的制备及其包装特性

通过熔融共混挤出法制备不同质量比(9:1、8:2和7:3)的聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/乙烯乙烯醇共聚物(PBAT/EVOH)共混薄膜,研究EVOH的添加量对PBAT薄膜的力学性能、热学性能及阻隔性能的影响。结果表明:PBAT和EVOH共混体系是热力学不相容体系,随着EVOH添加量的增加,其氧气透过系数(OP)和水蒸气透过系数(WVP)逐渐降低。当添加30%的EVOH时,共混薄膜的OP和WVP达到最低值1.12×10~(-7) cm~3·m/(m~2·d·Pa)和1.19×10~(-7) g·m/(m~2·d·Pa),较纯PBAT薄膜分别降低66.8%和67.1%,说明EVOH的添加显著提高了薄膜的阻隔性能;10%EVOH不仅能使PBAT保持较好的韧性,还增强了薄膜的刚性,改善PBAT极易变形现象。     

聚乳酸/碳纳米管复合材料的结晶及流变性能

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/多壁碳纳米管复合材料(PLA/MWCNTs)复合材料,研究了MWCNTs对复合材料的结晶性能、热性能和流变性能的影响。研究结果表明MWCNTs的加入不会改变其晶型结构,但可起到异相成核作用,降低PLA基体的冷结晶温度,提高结晶度。MWCNTs可显著提高PLA的热稳定性,添加1 wt%MWCNTs的PLA/MWCNTs复合材料的初始热分解温度比纯PLA初始热分解温度提高了28.8℃。在低频区,PLA/MWCNTs复合材料的储能模量和复数黏度随着MWCNTs含量的增加而增加,当MWCNTs添加量为3 wt%时达到PLA/MWCNTs复合材料的流变逾渗值。随着频率的增加,PLA/MWCNTs复合材料仍表现出传统的剪切变稀行为。     

PLA/PBS共混物的动态流变性能

研究聚丁二酸丁二酯(PBS)对聚乳酸(PLA)流变性能的影响。通过熔融挤出的方法在双螺杆挤出机上制备PLA/PBS共混物,采用旋转流变仪研究PLA/PBS共混物的动态流变性能。结果表明,当应变为6%时,PLA/PBS共混物的储能模量和损耗模量随着角频率的增加而增大,而PLA/PBS共混物的损耗因子和复数黏度随着角频率的增加而降低,共混物熔体表现出剪切变稀现象。用Han方法分析表明,共混物没有发生明显的相分离现象。动态时间扫描表明,时间对于纯PLA的储能模量没有影响,但是对于PLA/PBS共混物的储能模量有较大的影响。     

扩链剂增容PLA/PBAT共混物流变性能

通过熔融共混法制备了Joncryl ADR 4370F扩链剂增容聚乳酸/聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PLA/PBAT)共混物,采用旋转流变仪分别研究了扩链剂和PBAT含量对PLA/PBAT共混物动态流变行为的影响。通过动态应变扫描确定了PLA/PBAT共混物的线性黏弹区,应变选取1%;PLA/PBAT共混物的储能模量和损耗模量随着角频率的增加而增大,但复数黏度却降低,共混物熔体呈现剪切变稀行为,是典型的假塑性流体流动特征;随着扩链剂和PBAT含量的增加,共混物的储能模量、损耗模量和复数黏度增大;Han曲线分析表明,扩链剂的加入改善了共混物的相容性;动态时间扫描表明,时间对纯PLA和PBAT的储能模量基本没有影响,PLA/PBAT共混物的储能模量随时间的延长而降低,扩链剂和PBAT含量不同,使得时间对共混物储能模量的影响不同。     

PLA/GMS/ACR共混体系的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了由核壳结构丙烯酸酯类冲击改性剂(ACR)和增塑剂单硬脂酸甘油酯(GMS)增韧增塑改性的聚乳酸(PLA),固定GMS用量为20%,研究了ACR对PLA/GMS/ACR共混体系相容性、力学性能以及流变行为的影响。结果表明:ACR的壳层与PLA具有部分相容性;随着ACR用量的增加,PLA/GMS/ACR共混物的冲击强度先增大后减小,当ACR用量为10%时,共混物的冲击强度最大,为63.7 kJ/m~2,断裂伸长率最大达到100%,与PLA/GMS相比,PLA/GMS/ACR共混物的储能模量和复数黏度均随着ACR用量的增加而提高。     

适于微成型加工的聚乳酸/聚甲醛共混物流变行为研究

将聚甲醛(POM)与聚乳酸(PLA)熔融共混,制备了PLA/POM复合材料。POM的引入明显改善了PLA的熔融加工性能,有利于PLA微成型加工。采用熔体流动速率仪、高压毛细管流变仪和动态流变仪研究了PLA、POM及PLA/POM共混物的流变行为。结果表明:随着POM含量的增加,PLA/POM共混物的熔体流动速率亦增加;PLA、POM和PLA/POM共混物熔体具有假塑性流动特征,是非牛顿流体。随POM含量的增加,PLA/POM共混体系的剪切黏度降低,且剪切敏感指数减小,非牛顿指数升高。PLA、POM及PLA/POM共混物都具有类黏弹性,其黏弹行为均以黏性为主。此外,相对PLA,POM的加入降低了PLA/POM共混体系的复数黏度、动态储能模量和动态损耗模量,但提高了力学损耗。     

PP/PP-g-MAH/EVOH共混物流变和结晶行为研究

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为相容剂,增容聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物(PP/EVOH)共混体系。利用旋转流变仪研究PP-g-MAH含量对PP/PP-g-MAH/EVOH共混物流变和结晶行为影响。结果表明:随着PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/EVOH共混物体系相容性逐渐改善,黏度、储能模量与损耗模量均先增加后减小。此外,随着PP-g-MAH含量的增加,PP/PP-g-MAH/EVOH共混物中PP相的成核温度(T_b)和生长温度(T_c)也逐渐向低温方向偏移,同时PP晶体后期成核速率和晶体长大速率逐渐减小。     

聚乳酸/马来酸酐接枝高密度聚乙烯共混体系性能研究

通过熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)共混体系,并采用差示扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和旋转流变仪分别研究了HDPE-g-MAH含量对共混体系的热性能、结晶性能、相态结构和流变性能的影响。结果表明,随着HDPE-g-MAH含量的增加,PLA/HDPE-g-MAH共混体系的熔融温度提高,冷结晶温度不断升高,结晶度有所下降,PLA球晶数量先减少后增加,共混后体系出现明显的"海-岛"结构,共混体系的流变性能得到改善,复数黏度和储能模量提高,损耗因子降低。     

PLA/EGMA/CNTs复合材料的制备与性能研究

采用反应共混法制备了聚乳酸/乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PLA/EGMA)共混物及PLA/EGMA/碳纳米管(CNTs)复合材料,并对复合材料的熔体流变行为、结晶行为和拉伸性能进行了表征。流变测试结果表明,EGMA和CNTs的加入均可提高PLA的储能模量及熔体强度。DSC测试结果表明,EGMA的添加会使PLA的结晶受到抑制,CNTs则因其成核作用而有利于结晶。偏光显微镜(POM)测试结果表明,球晶径向生长速率随着EGMA及CNTs的添加而逐渐降低。拉伸性能分析结果表明,当PLA/EGMA=80/20时,复合材料的断裂伸长率随着CNTs含量的增加呈现先增大后减小的趋势,并在CNTs含量为2.0%时达到最大值26.7%。     

PP/废PCB粉共混体系的动态力学性能分析

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/废印刷电路板非金属粉(废PCB粉)共混体系,利用动态力学性能分析法(DMA)研究了废PCB粉含量、改性剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)及振动频率对共混体系动态力学性能的影响。实验结果显示:PP/废PCB粉共混体系的储能模量和损耗模量较纯PP均有所增大,且随废PCB粉含量的增加进而增大,力学损耗因子峰值和玻璃化转变温度则有所下降;相容剂PP-g-MAH的加入使废PCB粉和PP之间形成较牢固的界面层,使共混体系储能模量较改性前进一步增加,而损耗模量和力学损耗因子峰值较改性前有所减小;振动频率对共混体系的动态力学性能亦有一定影响,随振动频率的增加,共混体系的储能模量提高,损耗模量和力学损耗因子峰值则有所减小。     

PP-g-MAH对MCC/rPP复合材料性能的影响

以微晶纤维素(MCC)为填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作界面相容剂和无规共聚聚丙烯(r PP)为基体,通过熔融共混法制备MCC/PP-g-MAH/r PP复合材料。研究了PP-g-MAH对MCC/PP-g-MAH/r PP力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶动力学的影响。结果表明,PP-g-MAH提高了MCC和r PP的界面相容性。随着PP-g-MAH含量增加,MCC/PP-g-MAH/r PP的拉伸强度、拉伸模量均呈现先上升后下降的趋势,弯曲强度、弯曲模量呈现上升趋势。当PP-g-MAH含量为5%时,MCC/PP-g-MAH/r PP的力学性能最佳,拉伸强度为28. 46 MPa、弯曲强度为44. 22 MPa、冲击强度为0. 47 k J/m2分别比MCC/r PP拉伸强度(17. 80 MPa)、弯曲强度(28. 80 MPa)、冲击强度(0. 38 k J/m2)提升了60. 1%、53. 5%、23. 7%,r PP热分解温度提高了17℃而结晶温度下降。DMA结果表明,PP-g-MAH对MCC/PP-gMAH/r PP的玻璃化转变温度影响不明显,但是提高了储能模量和刚性。     

聚丙烯/乙烯-辛烯-1共聚物共混体系流变性能研究

采用高级流变扩展系统(ARES)研究了聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物共混体系的流变性能,探讨了乙烯-辛烯共聚物含量和 PP 种类对共混体系储能模量、剪切黏度和零切黏度的影响。实验结果显示,PP 结构和 POE 含量对 PP/POE 共混体系的剪切流变性能有显著影响,随着 POE 含量的增加,PP1/POE 共混体系的储能模量和剪切黏度增加的幅度明显小于 PP2/POE 共混体系,PP1/POE 共混体系和 PP2/POE 共混体系的储能模量和剪切黏度增加幅度较大分别发生在 POE 含量为20%～30%和10%～20%,即共混体系发生"脆—韧"转变阶段。PP/POE 共混体系中存在界面滑移现象,且 PP 和 POE 的界面相容性对界面滑移现象影响较大,其中 PP1/POE 的界面滑移比PP2/POE 的界面滑移更加明显。     

二苯基甲烷二异氰酸酯扩链改性聚碳酸亚丙酯

在转矩流变仪中,利用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)对聚碳酸亚丙酯(PPC)进行扩链改性,利用元素分析仪、差示扫描量热仪、万能材料试验机、气体透过测试仪、水蒸气透过测试仪等仪器表征PPC改性前后的热性能、力学性能及其阻透性能。结果表明,PPC经MDI扩链改性后,其玻璃化转变温度(T_g)、拉伸性能以及阻透O_2、CO_2、H_2O性能得到提高;当MDI的含量达到5%(质量分数,下同)时,PPC的T_g由未改性前的30.37℃提升至33.48℃,拉伸强度从20.9 MPa提高到49.0 MPa,O_2透过量从15.8×10~(-5)cm~3/m~2d·Pa降至5.8×10~(-5)cm~3/m~2d·Pa,CO_2透过量从38.6×10~(-5)cm~3/m~2d·Pa降至15.0×10~(-5)cm~3/m~2 d·Pa,水蒸气透过量从23.7 g/m~2·d降至10.3 g/m~2·d。     

扩链剂KL-E4370对PLA/PBAT复合材料结构与性能的影响

选用扩链剂KL-E4370与聚乳酸(PLA)和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)熔融共混,制备出增容改性的PLA/PBAT复合材料。通过万能拉伸试验机、转矩流变仪、凝胶渗透色谱仪(GPC)、差热扫描量热仪(DSC)和动态热机械分析仪(DMA)研究了KL-E4370对PLA/PBAT复合材料结构与性能的影响。结果表明:随着KL-E4370用量的增加,PLA/PBAT复合材料的拉伸强度和断裂伸长率持续增大,平衡扭矩和非牛顿指数不断升高,冷结晶能力减弱,初始储能模量提高,分子链段的松弛转变更加容易;当KL-E4370的加入量超过0.2 phr时,复合材料中出现明显的支化结构。     

PBAT/PLA复合材料的制备及其微球发泡行为研究

采用熔融共混法制备了聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)/聚乳酸(PBAT/PLA)共混复合材料,并对PBAT/PLA共混体系的流变性能、结晶性能、力学性能、微观形貌以及发泡行为(热膨胀微球作为发泡剂)进行了表征。结果表明:随着PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的非牛顿指数先减小后增大,其中当PLA含量为30%时达到最小值;PLA的引入改善了PBAT的结晶性能,且PBAT与PLA对彼此的晶型均无影响;随PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的拉伸强度增大、断裂伸长率降低,其中当PLA含量为50%时,拉伸强度和断裂伸长率分别达到25.3 MPa和422.2%;PLA与PBAT的相容性差,当PLA含量为30%时,PLA/PBAT共混体系发生相分离;此外,当PLA含量为10%时,PBAT/PLA复合发泡材料的密度达到最小值0.34 g/cm~3。     

PLA/PBAT/OMMT纳米复合材料的制备及其结构与性能研究

通过转矩流变仪将聚乳酸（PLA）、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、有机蒙脱土（OMMT）和扩链剂（ADR）熔融共混制备了PLA/PBAT/OMMT三元纳米复合材料。通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、旋转流变仪和傅里叶红外光谱仪对复合材料的结晶性能、熔融行为、相态结构、流变性能等进行了分析。结果表明,PBAT和OMMT的加入提高了PLA的结晶速率和晶核密度; ADR的加入提高了PLA与PBAT的相容性;随着ADR的加入,PLA/PBAT/OMMT复合材料的储能模量提高,体系的熔体弹性增加。     

凹凸棒石/聚乳酸纳米复合材料的力学性能和流变性能

采用熔融共混法制备凹凸棒石(ATT)质量分数分别为1%、3%和5%的ATT/聚乳酸(PLA)纳米复合材料,研究了ATT/PLA纳米复合材料的力学性能和流变性能。红外光谱分析结果表明:ATT与PLA基体之间存在较强的相互作用,使得二者之间具有较好的相容性。当ATT含量低于5%时,其可均匀分散在PLA基体中,而达到5%时,则会发生部分团聚。添加ATT后,PLA基体从脆性材料变为韧性材料,ATT起到增韧作用,并显著提高了复合材料的力学性能。当ATT含量为3%时,断裂伸长率达到26.36%,比纯PLA增加了297.6%,并且复合材料的冲击强度也比纯PLA增加了19.7%。ATT/PLA纳米复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量随ATT含量的增加呈先增大后减小趋势。由于ATT与PLA之间有良好的结合力,ATT的加入增大了复合材料的弹性和黏性,且低频区的变化明显高于高频区的变化。     

PLA/磷酸三钙复合材料的力学性能和流变性能研究

采用共混的方法制备了聚乳酸/磷酸三钙(PLA/TCP)复合材料,研究了TCP用量对PLA/TCP复合材料力学性能和流变性能的影响。结果表明:随着TCP用量的增加,PLA/TCP复合材料的断裂强度和断裂伸长率均先增加后减小;PLA/TCP复合材料的表观黏度(η_a)随着剪切速率的增加和温度的升高逐渐减小,η_a随着TCP用量的增加先增大后减小;共混体系的非牛顿指数(n)随着温度的升高而升高,n随着TCP用量的增加先增大后减小;复合材料熔体的黏流活化能(ΔE_η)随剪切速率的增加而降低,ΔE_η随着TCP用量的增加而先减小后增大。     

PLA/半水硫酸钙复合材料结晶性能和流变性能研究

采用共混法制备了聚乳酸/半水硫酸钙(PLA/CSH)复合材料,研究了CSH用量对PLA/CSH复合材料结晶性能和流变性能的影响。结果表明:CSH对PLA基体具有明显的异相成核作用,提高了PLA的熔融温度;PLA/CSH复合材料的表观黏度(η_a)随着剪切速率和温度的提高逐渐降低,随着CSH用量的增加先提高后降低;共混体系的非牛顿指数(n)随着温度的提高而增大,随着CSH用量的增加先增大后减小;复合材料熔体的黏流活化能(ΔE_η)随着剪切速率的提高而降低,随着CSH用量的增加先降低后提高。