聚乳酸玻璃化转变行为的分子模拟

采用等温等压(NPT)正则系综,用分子动力学方法研究了聚乳酸的玻璃化转变行为,获得了玻璃化转变温度.在230～440K范围内,通过模拟体系的密度、比体积及相关径向分布函数等参数,最终确定了聚乳酸的玻璃化温度,模拟计算的结果与实验值吻合.     

生物可降解PBS聚酯合金的制备与性能调控

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因具有完全的生物可降解性、无毒无害等优点成为了近年来研究的热点.但是由于PBS的结晶速率低、韧性较差等不足限制了其进一步深入与广泛的应用.本工作在不牺牲PBS生物可降解性的前提下,针对其韧性不足等缺点采用化学接枝与物理共混相结合的方法对PBS进行了增韧改性.采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)与经甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝改性后的PBS进行熔融共混制备了一系列具有高韧性的PBS聚酯合金,研究了PBS聚酯合金中PBAT含量对其微观结构、力学性能、热性能、结晶性能以及加工性能的影响.结果表明:随着PBAT含量的增加,聚酯合金受到外力作用时的剪切形变行为愈发明显,材料的断裂行为由脆性断裂转为韧性断裂;聚酯合金中PBAT含量为30％(质量分数,下同)时,综合性能最好.随着PBAT含量的增加,聚酯合金的结晶焓、熔融焓下降,结晶度逐渐降低,在合金中PBAT含量为50％时,聚酯合金的结晶度为29.51％,相比纯PBS下降了39％,同时PBAT的加入也使得合金的玻璃化转变温度下降.对材料的流变行为分析表明,在加入PBAT后聚酯合金的熔体强度得到了较大的提升,加工成型性能也得到了明显的改善.PBAT使PBS聚酯合金韧性得到了较大的提升,随着合金中PBAT含量的增加,材料的缺口冲击强度逐渐上升,拉伸强度逐渐下降,断裂伸长率先升高后降低.在PBAT含量为30％时,材料的断裂伸长率为687％,相比纯PBS提升了136％;缺口冲击强度在PBAT含量为50％时达到397 J/m,相比纯PBS增加了892.5％.同时将其与未进行接枝改性的PBS/PBAT合金的各项性能进行了对比,发现经过接枝改性后的PBS-g-GMA与PBAT的相容性得到了提升.     

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。     

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。     

预拉伸对聚丁二酸丁二醇酯/碳纳米管复合材料结晶行为及力学性能影响

以熔融共混法制备了碳纳米管(CNTs)增强的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料,研究了预拉伸对PBS/CNTs复合材料结晶行为及力学性能的影响。CNTs的加入在复合材料中起到了异相成核作用,促进了PBS的结晶,提高了复合材料的力学性能。单轴预拉伸使CNTs与PBS分子链的有序程度同时增加,有序排列的CNTs进一步增加了PBS晶体的取向度,预拉伸与CNTs对复合材料的增强实现了协同作用。然而,加入CNTs以及在不同温度、不同拉伸应变下的预拉伸均未导致PBS晶体结构发生转变。经在60℃预拉伸500%的PBS/CNTs (质量分数5%)复合材料,其拉伸强度达到286.1 MPa、弹性模量达2.9 GPa,实现了对PBS的增强。     

相分离Gd_5Ge_4合金的低温磁化行为及温度依赖性研究

系统研究了Gd_5Ge_4合金的晶体结构和低温磁化行为.结果表明,Gd_5Ge_4具有相分离特征,低温下出现反铁磁(AFM)和铁磁(FM)共存现象.由于相分离的存在导致127K时发生奈尔反铁磁转变.在外磁场诱导下,在4.2K以下发生AFM-FM磁转变,并导致台阶式磁化现象发生,但仅发生在第一次外加磁场增加过程中,表现出磁不可逆性.随磁场升高,在10K以下体系存在类台阶式响应和不可逆的磁滞行为,并在5572kA/m下均达到饱和磁化.在温度50～60K温区,磁循环所出现的台阶式磁化转变则是完全可逆的,更高温区域则表现为部分铁磁直至室温下的顺磁特性.     

纤维增强形状记忆聚合物复合材料的热变形行为

通过将热力学内变量理论与Adam-Gibbs结构松弛模型相结合的方法,构建了适用于描述非晶态形状记忆聚合物(SMP)玻璃化转变过程中热变形行为的模型。在此基础上,利用复合材料细观力学分析方法进一步建立了纤维增强形状记忆聚合物复合材料(SMPC)热膨胀系数模型。模型中考虑了温度变化对基体弹性模量和泊松比在玻璃化转变过程中的影响。研究了一种含T300碳纤维增强相SMPC的热变形行为,结果表明,SMPC的各向热应变在升降温阶段几乎一致,仅在玻璃化转变附近微小分离;较快降温率导致的低温态热应变略小,而较快升温率导致平衡态温度更高; x向热应变随纤维倾角增大而增大,随纤维含量增大而减小。研究结果可对纤维增强SMPC的设计与应用提供一定理论参考。     

聚乳酸纤维的物理老化性能研究

以聚乳酸(PLA)切片为原料,通过熔融纺丝和气流牵伸制备了PLA纤维,研究了PLA纤维在物理老化过程中热学性能和力学性能的变化。利用差示扫描量热仪(DSC)和电子万能强力仪分别研究了它们在物理老化过程中的玻璃化转变行为和力学性能变化。结果表明:随着物理老化时间的增加,PLA纤维的DSC升温图谱中出现了2个玻璃化转变区,且玻璃化转变温度逐渐升高;而PLA纤维的强力先增大,老化一定时间后,因PLA分子发生降解强力逐渐减小。     

高分子量聚苯硫醚的热转变行为研究

用DSC和TGA研究了高分子量聚苯硫醚(HMWPPS)在氮气中的热转变行为,并与中等分子量聚苯硫醚(MMWPPS)的热转变行为进行了比较。结果表明,HMWPPS具有比MMWPPS更高的玻璃化转变温度(T_8)、结晶温度(T_c)、熔点(T_m)和热分解温度(T_d)。进行热压淬火后,MMWPPS的T_m几乎未发生变化,而HMWPPS的T_m却发生了较大幅度的下降,但经过高温退火处理后又会上升。对此,本文用结晶度及结晶的完善与否进行了解释。     

β-环糊精与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物对PBS结晶性的影响

与不同传统成核剂进行比较,研究了β-环糊精(β-CD)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物存在时PBS的结晶行为。采用偏光显微镜观察了复合物球晶形态的变化,采用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射法(WAXD)研究了不同成核剂对PBS结晶性的影响,并且研究了成核剂改性后PBS复合物的力学性能和亲/疏水性。研究结果表明,β-CD与PBS包合物(PBSIC)与PBS复合后,球晶变化不明显,其球晶直径为150μm。PBSIC可以显著提高PBS的结晶能力,其结晶温度、结晶度较纯PBS分别提高3.86℃、6.45%,结晶速度明显增加,力学性能有所改善,并具有与传统聚酯类成核剂相当的成核能力。