聚乳酸/纳米二氧化钛复合材料的制备及其性能研究

以纳米二氧化钛对聚L-乳酸进行共混改性，并对所得PLLA/TiO2复合材料的结构与性能进行了分析表征。实验结果表明，所得复合材料处于无定型态，退火处理后结晶，TiO2不改变PLLA基体结晶的α晶型，但结晶衍射峰强度随TiO2添加量增加而减弱。TiO2对PLLA基体的结晶性能和熔融行为影响较小，表明TiO2对PLLA的异相成核作用有限。     

聚左旋乳酸/聚氧化乙烯共混物的结构和性能

通过熔融共混法制备了一系列不同比例的聚左旋乳酸(PLLA)/聚氧化乙烯(PEO)共混试样,系统研究了PEO含量对PLLA共混物相形态、结晶性能、拉伸性能和冲击性能的影响。结果表明:PLLA/PEO共混物为非均相体系,且随着PEO含量的增加,相分离程度增大。PEO可有效提高PLLA的结晶性能;随着PEO含量的增加,共混物的断裂伸长率逐渐增大。共混物冲击强度值也随着PEO含量的增加而增大,表明PEO的加入显著增加了PLLA的韧性。     

聚乳酸/聚乙二醇共混物的结晶与降解行为

针对聚乳酸（PLLA）亲水性差、降解周期长的问题,利用与亲水性高分子聚乙二醇（PEG）共混的方法对其进行改性。采用转矩流变仪制备了不同组成的PLLA/PEG共混物颗粒,系统研究了PLLA/PEG共混物的结晶和熔融、亲水性和在酸碱介质中的降解行为。结果表明,PEG的加入增强了共混物中PLLA的结晶能力,提高了PLLA在降温过程中的熔融结晶温度。PLLA/PEG共混物在等温结晶中表现出比纯PLLA更快的结晶速度。通过改变PLLA/PEG共混物的组成,可调控材料的表面亲水性和降解速率。随着PEG含量的增多,PLLA/PEG共混物的表面接触角降低。PLLA与PLLA/PEG共混物均可在水溶液中降解,共混物的降解速率高于纯PLLA,随着PEG含量的升高和降解液中酸碱浓度的提高,PLLA/PEG共混物的降解速率加快。     

PHB/PLLA/PEO共混纤维的晶态结构与拉伸性能研究

采用溶液干纺法制备了聚β-羟基丁酸酯/聚乳酸/聚氧乙烯(PHB/PLLA/PEO)共混纤维,研究了PHB/PLLA/PEO初生纤维的晶态结构、在50℃和110℃下拉伸后共混纤维的力学性能及表面形态。结果表明:PHB与PLLA在PHB/PLLA/PEO共混纤维中的晶型均为α晶型;初生纤维经50℃和110℃拉伸2倍后,纤维的断裂强度均有所增加,断裂伸长率减小,50℃拉伸的纤维断裂强度高于110℃拉伸,其断裂方式均为韧性断裂;w(PEO)为5%,PHB/PLLA质量比为1:1,50℃拉伸2倍的PHB/PLLA/PEO共混纤维断裂强度为0.471 cN/dtex,断裂伸长率为34.05%     

纳米纤维素/聚乳酸/聚乙二醇三元复合材料的研究

将纳米纤维素(NCC)与聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)共混制备出可生物降解的纳米纤维素/聚乳酸复合材料。考察了复合材料的力学性能、降解性和热稳定性能,结果表明:加入2%的纳米纤维素对复合材料有明显的增塑和增强效果;对复合材料进行TGA检测表明,复合材料的热稳定性较纯聚乳酸有所下降;由SEM检测看出,复合材料的柔韧性得到提高,从降解性能分析中看出,复合材料的降解速率随着纳米纤维素质量分数的增加而增加。     

纳米ZnO-PLLA/聚乳酸复合薄膜的性能研究

通过聚乳酸(PLLA)表面修饰的纳米氧化锌材料与聚乳酸(PLLA)共混制备出纳米聚乳酸复合膜,采用扫描电镜(SEM)、DSC对复合材料进行表征,并将该膜与单纯的聚乳酸材料制备的膜相比,进行抗菌性能测试。实验结果表明,添加氧化锌-聚乳酸(ZnO-PLLA)复合材料比纯PLLA有更好的热稳定性和更高的界面结合强度,结晶度由原来的42.2%增加到47.1%,提高了PLLA的结晶速率,并且复合材料具有较好的抑菌效果。     

纳米二氧化钛对竹粉/PVC抗菌性能的影响

制备了添加不同纳米二氧化钛(TiO2)含量的竹粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,研究纳米TiO2对复合材料力学性能和抗菌性能白子影响,结果表明,纳米TiO2能显著提高复合材料的力学性能,且赋予材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌很好的抗菌性能;当纳米TiO2质量分数为1.2%时,复合材料的抗菌率大于90%,抗菌效果显著;当纳米TiO2质量分数为1.6%时,复合材料的抗菌率均超过了99%,且复合材料具有良好的抗菌长效性.     

PP/纳米TiO2复合材料的晶体形貌和非等温结晶行为

用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）/纳米TiO2复合材料,用透射电子显微镜、偏光显微镜、差示扫描量热仪和广角X射线衍射仪对其纳米粒子分散性、晶体形貌和非等温结晶行为进行了研究。结果表明,纳米TiO2以纳米级尺寸均匀分散于PP基体中;130 ℃冷却和室温冷却时,PP/纳米TiO2复合材料的晶粒比纯PP的细,并且随着纳米TiO2含量的增加,PP/纳米TiO2复合材料的晶粒尺寸先减小后增大,纳米TiO2含量为2 %（质量分数,下同）时晶粒最细;纳米TiO2对PP结晶具有加速作用;复合材料的结晶活化能高于纯PP的,并且纳米TiO2含量多且均匀时复合材料结晶活化能高;纳米TiO2含量较少时可诱导较多的β晶生成,当纳米TiO2含量为1 %时,复合材料中β晶含量达到25.2 %。     

聚羟基丁酸己酸酯对聚乳酸结晶性能的影响

通过溶液共混法制备了生物可降解左旋聚乳酸(PLLA)和聚羟基丁酸己酸酯(PHBHHx)复合材料,用差示扫描量热仪和偏光显微镜研究了PHBHHx对PLLA热性能与结晶性能的影响。结果表明,PLLA与PHBHHx存在一定的相容性和相互作用,PLLA的玻璃化转变和冷结晶行为随着共混组成而变化。PLLA的相对分子质量越大,球晶形貌的规整性越差。当PHBHHx含量达到30%(质量分数,下同)时,其能加快PLLA的链段运动,提高结晶的成核密度,加快结晶速率。     

新型纳米光触媒剂二氧化钛改性聚丙烯的研究

采用一种新型的纳米光触媒剂二氧化钛(TiO2)来改性聚丙烯(PP)，将无机纳米粒子通过熔融共混方法与PP复合制备了纳米TiO2／PP复合材料，利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粒子在聚丙烯基体中的分散效果，研究了纳米TiO2／PP复合材料的力学性能和抗菌性能。实验结果表明，填充量较少时纳米TiO2在PP基体中能够实现良好的分散。力学性能测试结果表明，填加质量分数为1％的纳米TiO2可以明显提高PP材料的抗冲击性能；纳米粒子质量分数在0～1％范围内对复合材料的拉伸强度几乎没有影响；而随着纳米光触媒剂TiO2的加入，PP具有良好的杀菌作用，并且随着TiO2含量的增加，复合材料的抗菌性能呈明显提高趋势。     

苯并三唑/纳米TiO_2改性PPS纤维的制备及性能

为了改善聚苯硫醚(PPS)纤维的光稳定性能,将苯并三唑与纳米二氧化钛(Ti O2)按一定比例复配与PPS切片进行共混熔融纺丝,制得改性PPS纤维,研究了改性PPS纤维的可纺性及其性能。结果表明:苯并三唑/纳米Ti O2复配物的质量分数大于1.5%时,改性PPS纤维的可纺性变差;当复配物质量分数小于等于1.5%时,改性PPS纤维的表观形貌和可纺性满足工业生产要求;随着苯并三唑/纳米Ti O2的添加量增加,改性PPS纤维的断裂强度有所降低,断裂伸长率和热性能变化不大;当苯并三唑质量分数为1.5%,Ti O2为0时,PPS的结晶速率最大,改性PPS纤维的光稳定性能最好,光照前后的色度变化值为14.02。     

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。     

高密度聚乙烯/硅烷偶联剂改性硫酸钙晶须复合材料的制备与性能

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性的硫酸钙晶须（CSW）为高密度聚乙烯（HDPE）的填料,采用熔融共混法制备了HDPE/CSW复合材料。通过SEM、XRD、TG、DSC表征了KH570改性的CSW对复合材料HDPE/CSW的性能影响。结果表明,改性CSW质量分数为20%时,HDPE/CSW的拉伸和弯曲强度比纯HDPE分别增加9.28%和33.04%,且易产生异相结晶,提升了HDPE/CSW复合材料的耐热性和结晶度。纯HDPE的热降解反应活化能为244.11 k J/mol,改性CSW质量分数为50%时,HDPE/CSW复合材料的热降解反应活化能降到236.99 kJ/mol,表明CSW提升了HDPE/CSW复合材料的热降解反应速率,扩展了复合材料的使用范围。     

PP/纳米TiO_2复合材料的结晶行为研究

采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米TiO2粉体的表面特征。通过熔融共混法制备了PP/纳米TiO2复合材料。通过力学性能测试、DSC热分析和POM照片观测,对PP/纳米TiO2复合材料的力学性能和结晶行为进行了研究。结果表明:纳米TiO2对PP既增强又增韧;纳米TiO2在PP结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够提高PP结晶度和加速PP结晶,可明显细化PP晶粒。     

N-苯基马来酰亚胺改性酚醛/TiO2纳米复合材料的制备及性能研究

制备了新型N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)改性酚醛树脂(PF)/TiO2(PPMF/TiO2)纳米复合材料,研究了纳米TiO2对加成固化型PPMF树脂固化及固化产物性能的影响,采用傅里叶红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜等对所制备复合材料的结构及性能进行了研究。结果表明,纳米TiO2表面的羟基可通过化学键缩合到PF上,且能参与并催化树脂固化反应;当纳米TiO2用量为5%(质量分数,下同)时,纳米颗粒能均匀分散在树脂基体中,复合材料的力学性能达到最佳;过氧化二异丙苯(DCP)可促进PPMF树脂的固化且在DCP用量为2%、150℃、固化2h,PPMF/TiO2能达到较高的凝胶含量;PPMF/TiO2复合材料的耐热性能明显优于PPMF树脂。     

PHB/PLLA聚酯材料与PHB/PLLA/PEO聚酯材料的体外降解性

对聚β-羟基丁酸酯/聚乳酸（PHB/PLLA）及聚β-羟基丁酸酯/聚乳酸/聚氧乙烯（PHB/PLLA/PEO）膜状样品在37 ℃磷酸缓冲溶液（PBS）/溶菌酶中的降解行为进行了研究,通过定期观察质量损失、降解过程中的热力学性质及样品表面形态变化,发现PHB/PLLA共混未能提高PHB的降解速度,而PEO加入到PHB/PLLA体系中显著提高了PHB、PLLA的降解速度,进而提高了PHB/PLLA共混体系的降解速度。     

POM/TPU/改性纳米ZnO复合材料的结晶与力学性能研究

采用机械共混法和纳米ZnO表面偶联剂改性技术,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯(TPU)/改性纳米ZnO复合材料,并借助偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)分析了复合材料的结晶形态和结晶性能,研究了改性纳米ZnO用量对POM/TPU/改性纳米ZnO复合材料力学性能的影响。结果表明:改性纳米ZnO在体系中起到一定的异相成核作用,促进了POM的结晶,并使得POM球晶细化;当改性纳米ZnO用量为0.3%时,复合材料具有最佳综合力学性能。     

聚乳酸/可反应性纳米SiO2复合材料的等温结晶动力学

采用熔融共混法制备了聚乳酸/可反应性纳米二氧化硅(PLLA/RNS)复合材料。利用差示扫描量热仪研究了RNS对PLLA等温结晶行为的影响;用Avrami 方程研究了PLLA及其复合材料的等温结晶动力学。结果表明,加入RNS对PLLA结晶起到了异相成核作用,随着RNS含量的增加,PLLA的结晶速率(K)提高,半结晶时间(t1/2)减小,而Avrami指数(n)变化不大,说明RNS没有改变PLLA结晶的成核机理;利用Arrhenius方程和Lauritzen-Hoffman理论分别对PLLA及其复合材料的结晶活化能(ΔE)、成核参数(Kg)和折叠链端表面自由能(σe)进行计算后发现,复合材料的ΔE比纯聚乳酸的小,Kg 、σe略有增加。这表明加入RNS降低了复合材料的ΔE,从而有效地促进了PLLA基体的结晶。     

等离子体改性TiO2/WO3/Bi2WO6纳米 复合材料及其可见光催化活性

以二水合钨酸钠和五水合硝酸铋为原料，通过优化水热法反应温度制备了WO3/Bi2WO6纳米片，将其与锐钛矿型TiO2纳米颗粒复合制备了可见光催化性能优良的TiO2/WO3/Bi2WO6复合光催化剂，并采用一种高密度管状等离子体放电装置对其进行表面改性。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、UV-Vis DRS、PL对样品进行了表征和分析，考察了其在可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能。结果表明，当水热温度为120 ℃时，WO3/Bi2WO6纳米片具有较好的光催化性能；TiO2/WO3/Bi2WO6复合催化剂中掺入TiO2质量分数为10.7%时，所得三元复合材料的光催化性能远优于WO3/Bi2WO6纳米片；经等离子体改性处理后，三元复合材料的吸收边向可见光红移，放电输入功率的增加有助于提高复合材料的光催化活性，当放电电压为1.1 kV时，复合材料的降解速率常数分别是未处理样品和WO3/Bi2WO6的2.2倍和3.9倍。     

HIPS/纳米TiO2的分散及光老化性能研究

研究了纳米TiO2粒子在高抗冲聚苯乙烯(HIPS)／纳米TiO2复合材料中的分散及纳米TiO2对复合材料光老化性能的影响，探讨了复合材料的光老化机理。结果表明，通过两步法熔融共混，可得到纳米粒子均匀分散的复合材料；纳米TiO2质量分数为1.O％时，复合材料的综合力学性能最好，纳米TiO2对HIPS具有一定的增韧效果；经氙灯加速光老化后，HIPS／纳米TiO2复合材料的力学性能明显优于纯HIPS样品。纳米TiO2可显著提高复合材料的抗光老化能力。