纳米纤维素晶须对聚乳酸薄膜的结构和力学及阻隔性能的影响

为了改善聚乳酸(PLA)薄膜的韧性和阻隔性能,文中利用流延法制备了不同配比的PLA/纳米纤维素晶须(NCW)复合薄膜,并对其结构、热性能、力学及阻隔性能进行了研究。研究发现,NCW加入后,在PLA基体中分散不均,添加3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)为界面改性剂后,其在基体中的分散性明显改善;NCW的加入会提高薄膜的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度,对PLA的结晶有促进作用,并能明显提高薄膜的热稳定性;NCW加入后,会导致薄膜的拉伸强度和模量的降低,但当APTS添加后,薄膜的强度和模量有所改善,薄膜的断裂伸长率会随着NCW含量的增加而明显增大;另外,NCW的添加有助于薄膜阻隔性能的提高。     

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%。     

卵磷脂改性β型偏磷酸钙晶须研究

利用卵磷脂(PC)良好的生物相容性对β型偏磷酸钙晶须(β-CMP)进行表面改性,可得到具有较高强度的骨折内固定材料.通过测定接触角评价了改性β-CMP晶须的亲/疏水性,结果表明,经5%(wt)卵磷脂改性后晶须的疏水性优于未处理的晶须.研究了卵磷脂改性前后β-CMP晶须的形貌,表明引入表面改性剂可以提高晶须在PLLA中分散性能.材料的抗压强度测试结果显示改性后的β-CMP/PLLA材料强度比未改性材料提高了近33%.     

乳酸接枝纳米二氧化钛/聚乳酸复合物的制备

将乳酸低聚物接枝到纳米二氧化钛(TiO_2)的表面,获得接枝改性二氧化钛(g-TiO_2),采用溶液共混的方法制备出聚左旋乳酸(PLLA)和g-TiO_2复合物。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、紫外-可见吸收光谱仪和动态力学分析仪等技术系统研究了g-TiO_2的加入对PLLA结构和性能的影响。结果表明,在辛酸亚锡做催化剂的条件下,乳酸低聚物可接枝到纳米TiO_2的表面,接枝率为6.5%。TiO_2经过表面接枝改性后,在乙醇分散体系中团聚粒子的平均粒径由93 nm降低为58 nm。在质量分数低于1.5%时,g-TiO_2在PLLA中的分散性显著提升,可均匀分散在基体中。g-TiO_2的加入可提高PLLA的结晶速率和结晶度,同时可改善PLLA的抗紫外性能和储能模量。     

新型改性的n-HA与PLGA复合材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)和L-丙交酯LLA联合接枝处理的新方法对纳米羟基磷灰石(n–HA)进行表面改性, 然后将其与聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)作不同比例复合(n-HA为3wt%、10wt%、20wt%及30wt%), 得到改性n-HA/PLGA复合材料(g-n-HA/PLGA)。将其与未改性n-HA及未改性n-HA/PLGA复合材料作对比检测。结果表明, 该联合处理方法是n-HA进行表面接枝改性的新型有效方法。且改性处理后的n-HA与未改性处理的n-HA相比, 能更好地在PLGA基体中分散均匀, 并能提高PLGA结晶能力和PLGA的力学性能。当改性处理后的n-HA添加量为10wt%时, 其复合材料抗弯强度和拉伸强度分别比未改性n-HA/PLGA提高14.4%和11.3%。该新型g-n-HA/PLGA复合材料有望用作骨折固定材料。     

纳米纤维素晶须/明胶复合膜的制备与结构及性能

明胶作为一种生物质材料,具有良好的成膜性能、阻氧性能。然而,明胶韧性差,遇水易溶胀等缺点在很大程度上限制其应用。文中以明胶为基体,纤维素晶须(CW)作为分散相,制备纳米纤维素/明胶生物基复合膜。采用透射电镜、扫描电镜、紫外分光光度计、溶胀及力学性能测试研究复合膜的结构与性能。结果表明,当晶须加入量为15%时,复合膜的溶胀度降低为纯明胶膜的1/4,表明纤维素晶须可改善明胶膜在水中的稳定性;当纤维素晶须含量为9%左右,不仅能改善明胶基体韧性,还提高了明胶基体的强度。     

改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材料PTC性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,改性的石墨烯为导电填料,采用熔融法制备正温度系数(PTC)的改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材料。通过扫描电子显微镜、热重测试仪以及拉伸测试仪等,观察改性石墨烯/高密度聚乙烯复合材的微观形貌,研究改性石墨烯含量对复合材料热稳定性的影响以及拉伸性能的影响。结果表明:石墨烯在HDPE基体中分散性较好,在室温电阻率同为18.5Ω·㎝条件下,改性前复合材料耐电压冲击为250V,改性后复合材料耐电压冲击为400V,改性后的石墨烯加入HDPE,能够明显地提高复合材料增强耐电压性能,在石墨烯用量同为8.0%(体积百分数)条件下,改性前石墨烯的复合材料拉伸强度为25.6MPa,改性后石墨烯的复合材料拉伸强度为27.7MPa,改性后的石墨烯加入HDPE,能够明显提高复合材料的拉伸强度。     

乙基纤维素与聚L-乳酸接枝共聚物的合成与表征

以辛酸亚锡为催化剂,乙基纤维素(EC)为接枝骨架,L-丙交酯(L-LA)为接枝单体,在无溶剂条件下本体聚合制备了乙基纤维素-聚L-乳酸接枝共聚物。利用GPC,FTIR,1H NMR对接枝共聚物进行表征。结果表明,L-丙交酯在乙基纤维素残存的羟基上发生开环聚合,将聚乳酸短链引入到乙基纤维素骨架上,所得产物为乙基纤维素与聚L-乳酸接枝共聚物。XRD和偏光显微镜(POM)分析表明,当接枝率大于等于252%时,接枝共聚物开始结晶。     

接枝细菌纤维素改性聚乳酸复合材料的制备与性能

聚乳酸(PLA)作为新型的绿色友好材料有非常广阔的应用前景。为有效解决PLA韧性差、结晶速率低等问题,本文提出了以纤维素改性PLA的方法。首先以细菌纤维素(BC)为底物,使L-丙交酯(LLA)在其表面进行原位开环聚合,得到了BC-g-PLA接枝产物;然后将该接枝产物作为增韧剂添加到PLA中,采用溶液浇筑的方法制备得到复合薄膜材料。结果表明：溶液接枝法的反应效率比熔融接枝法更高,接枝率可达到76.60%;通过FTIR、核磁共振波谱仪与XRD对接枝产物进行结构测试,证实了PLA成功接枝到BC表面;通过偏光显微镜观察复合薄膜材料晶体形貌发现BC-g-PLA作为异相成核剂,添加量为0.6%时,对球晶的均匀细化程度最高;通过力学性能测试发现,PLA薄膜增韧改性后断裂伸长率可提高175%,拉伸强度可提高22.7%;通过差示扫描量热仪测试复合薄膜材料的结晶性能,结晶度从未改性的2.53%提高到13.26%,结晶速率也有所增加。     

有机苯磷酸钙对聚L-乳酸结晶性能和熔融行为的影响

为拓宽聚乳酸结晶成核剂范畴,以苯磷酸和氯化钙为原料采用溶液法制备得到层间距为1.544 nm的有机苯磷酸钙(CP),再将其添加到聚L-乳酸(PLLA)基体进行非等温结晶性能和熔融行为研究。非等温结晶性能测试显示CP对PLLA具有异相成核作用,能显著提高其结晶性能;0.7%CP对PLLA的结晶成核效应最佳,在1℃/min的降温速率下,可使PLLA的结晶起始温度从105.88℃增加到115.47℃,结晶焓从1.379 J/g提高到33.90 J/g。熔融行为测试表明PLLA/CP材料的熔融双峰遵循熔融―再结晶机理。     

Isocyanate as a compatibilizing agent on the properties of highly crystalline cellulose/polypropylene composites

Composites of a highly crystalline cellulosic microfibres with polypropylene (PP) as well as with maleic anhydride grafted polypropylene (MAPP) were prepared by using 1,6-diisocyanatohexane (DIC) as a compatibilizing agent, their mechanical properties, morphologies, and thermal properties were investigated. Results show that the tensile strength and young’s modulus of the composites improved intensively by using DIC. The enhancement is proposed to be due to stronger interfacial adhesion caused by the reduction of the polarity and hydrophilicity of cellulose fiber in PP-based composites, while much more chemically bound MAPP chains on cellulose fiber in MAPP-based composites. A maximum on tensile properties of the composite can be obtained by optimizing of the DIC content. Scanning electron microscopy (SEM) indicates that the interfacial adhesion between cellulose fibers and PP or MAPP matrix was improved in DIC coupled composites. Furthermore, DIC yields also some effects on thermal dynamic mechanical properties, as well as melting and crystallization behavior of the composites.     

连续长玻璃纤维/聚氨酯复合材料的制备与力学性能

以三羟基聚醚多元醇（PPG）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）作为软段和硬段,玻璃纤维（GF）为增强体,采用预聚体法制备自交联型GF/聚氨酯（PU）复合材料。借助旋转式黏度计、DMA、SEM、XRD和万能力学试验机等分析检测手段,研究了PU预聚体聚合温度、适用期、物相及GF含量等因素对GF/PU复合材料力学性能的影响。结果表明:PU预聚体聚合温度为50℃,GF含量为55wt%时,GF/PU复合材料综合性能最优,拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别为794 MPa、846 MPa和228 kJ/m2,动态力学性能损耗因子（tanδ）峰值为0.59。      

改性程度和质量比对QMS/PVA复合膜增韧作用的影响

为提高淀粉/聚乙烯醇(PVA)复合膜在纺织上浆等以薄膜为基础的应用领域中的使用效果,通过两步法合成了季铵盐醚化-顺丁烯二酸酯化淀粉(QMS),以QMS/PVA复合膜的断裂强度、断裂伸长率和耐挠曲疲劳性为量化指标,探索了QMS的改性程度(季铵盐醚化和顺丁烯二酸酯化改性程度之和)对QMS/PVA复合膜的增韧规律,考察了PVA与QMS的质量比对这种复合膜韧性的影响。研究发现:QMS/PVA复合膜的断裂强度由改性前的21.6 MPa逐渐降低到QMS改性程度为0.061的14.8 MPa,断裂伸长率和耐挠曲次数分别由26.6%和4 348次逐渐提高到29.5%和5 388次;QMS/PVA复合膜的断裂伸长率和耐挠曲次数由PVA与QMS的质量比为0的3.35%和2 128次逐渐增加到质量比为100%的43.9%和7 889次,而断裂强度由27.1 MPa逐渐下降为12.1 MPa。由此表明PVA与QMS的质量比是QMS/PVA复合膜韧性的主要影响因素,综合各指标PVA与QMS的质量比约为66.7%时为宜。     

聚酰亚胺表面处理玻璃纤维/环氧树脂复合材料力学性能

采用浇铸成型工艺制备含0.5wt%、长度分别为1 mm、3 mm、5 mm的短切玻璃纤维/环氧树脂（GF/EP）复合材料,研究含活性酚羟基和不含酚羟基的两种聚酰亚胺（PI）处理GF表面对纤维束拉伸强度及GF/EP复合材料力学性能的影响,并进一步研究PI处理GF对复合材料热性能的影响。研究结果表明,经过PI处理的GF,集束性和拉伸强度得到提高。含活性酚羟基聚酰亚胺（PI1）处理的GF拉伸强度由原丝束的517 MPa提高到1 032 MPa,不含酚羟基聚酰亚胺（PI2）处理的GF提高到986 MPa。当PI1处理的GF长度为3 mm时,GF/EP复合材料的力学性能最好,拉伸强度比未处理的提高23.62%,拉伸模量提高34.03%,弯曲强度提高28.74%,断裂韧性提高13.04%;PI2处理的GF,GF/EP复合材料拉伸强度提高15.87%,拉伸模量提高23.70%,弯曲强度提高14.11%,断裂韧性提高4.05%。此外,PI处理GF对GF/EP复合材料热性能也有一定程度的提高。     

改性纳米MgO/PLLA复合薄膜的制备及性能

为了改善左旋聚乳酸(PLLA)的降解性,采用溶液共混法将PLLA和MgO纳米颗粒(MgO-NPs)进行复合,制备了一种具有良好力学性能的骨修复复合材料.结果显示:改性MgO纳米颗粒(g-MgO-NPs)在PLLA基体中的分散效果及界面结合性比未改性的好.4%(质量比)g-MgO-NPs的添加量使薄膜的拉伸强度从10.6 MPa增大到30.1 MPa,断裂伸长率从71%减小为59%,并使薄膜降解后的pH值趋于稳定,基本接近生理盐水的pH值.由此表明:g-MgO-NPs在一定程度上能改善聚乳酸复合膜的降解性及其力学性能.     

Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/polyamide 66 composite GBR membrane with asymmetric porous structure

In this study, a nano-hydroxyapatite/polyamide 66 (nHA/PA66) composite with good biocompatibility and high bioactivity is employed to develop novel asymmetric structure porous membranes for guided bone regeneration (GBR). FT-IR and XRD analyses suggest that chemical bonds are formed between nHA and PA66 both in composite powders and membranes. The fabricated membranes show gradient porous structure. SEM analysis reveal that pores less than 10 μm and pores with a size ranging from 30 μm to 200 μm distribute in the micropore layer and the spongy structure layer, respectively. The surface energy determination also reveals that the fabricated membranes have asymmetric surface properties on the two sides of the membrane. The incorporation of nHA in PA66 matrix improves the properties of the membrane. The elongation at break and the tensile strength of nHA/PA66-40 suggest that the composite membrane has good strength and toughness. The rough porous structure surface with high surface energy of nHA/PA66 composite membrane may be beneficial to promote cells immobility and differentiation into a mature phenotype producing mineralized matrix. The biocompatibility, bioactivity, osteoconductivity, asymmetric porous structure, mechanical properties and hydrophilicity of the composite membrane can meet the requirement of GBR technique.     

超高强度马氏体时效钢的力学行为与微观组织演化的关系

用高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)等手段研究了2.4 GPa级超高强度马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律及其与材料力学性能的关系。对组织观察的结果表明,马氏体时效钢在时效过程中析出相的演化规律分为三个阶段：时效初期富Ni和富Ti团簇的形成、峰时效期金属间化合物Ni₃Ti及其界面处富Mo相的形成、过时效阶段Ni₃Ti的粗化和富Mo相过渡为Ni₃Mo。力学性能的实验结果表明,随着时效时间的延长抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,时效时间为4 h时抗拉强度达到最大值2560 MPa。断裂韧性呈现与抗拉强度相反的变化趋势,时效时间为4 h时的断裂韧性值最低,仅为20 MPa·m^1/2。根据不同时效阶段材料中析出相的演化规律,探讨了马氏体时效钢的力学行为与析出相的关系。     

环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6复合材料的结构和性能

用“熔融挤出-热拉伸-淬冷”法制备环氧树脂改性聚乳酸(ePLA)/低熔点尼龙6(LMPA6)复合材料,使用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、流变仪和电子拉伸机等手段研究了具有不同LMPA6含量的ePLA/LMPA6复合材料的结晶行为、热性能、流变性能以及力学性能。DSC结果表明,LMPA6的加入改变了PLA的晶体结构,显著改变了复合材料体系的冷结晶温度、冷结晶熔融温度。热重分析(TGA)结果表明,LMPA6的加入提高了ePLA/LMPA6复合材料的热稳定性。动态力学性能结果表明,LMPA6的加入提高了ePLA/LMPA6复合材料的玻璃化转变温度(T_g)。流变学测试结果表明,应变(γ)超过临界应变(γ_C)后储能模量(G')呈非线性下降,出现“Payne”效应。这种复合材料表现出非牛顿流体的特性—“剪切变稀”行为,而且随着LMPA6含量的提高体系的“剪切变稀”行为更加明显。根据扫描电镜照片,在LMPA6含量为7％的体系中出现微纤结构,使其相容性最好。LMPA6的加入在一定程度上提高了复合材料的强度和韧性,特别是LMPA6含量为7％的复合材料其拉伸强度(72.8MPa)和冲击强度(5.0 kJ/m²)达到极值,比改性聚乳酸(65.7 MPa,2.8 kJ/m²)分别提高了10.8%和78.6%。     

纤维素-聚丁二酸丁二醇酯复合薄膜的制备

目的利用添加剂改善离子液体溶剂再生纤维素的性能。方法以离子液体为纤维素溶剂,利用柔性聚丁二酸丁二醇酯(PBS)增韧纤维素薄膜,并对复合薄膜的结构进行研究。利用拉伸实验仪和扫描电子显微镜,研究复合薄膜的力学性能及拉伸机理。结果 PBS质量分数为1%时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率由纯纤维素的45.6 MPa和7.21%提高到58 MPa和15.6%,分别提高了30.7%和48.2%。结论 PBS是以共混的形式存在于纤维素基体中,它们之间没有化学键作用,PBS的含量显著影响其颗粒的大小和分散状态。低含量下PBS微颗粒均匀分散在纤维素基体内,降低了纤维素分子间氢键的密度,有利于纤维素分子链滑移,增强复合薄膜韧性。