环氧类增容剂反应增容PLA/PBAT共混体系的研究

以环氧类增容剂(REC)为增容剂,采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)共混物。研究了增容剂对共混体系微观结构、力学性能和热性能的影响。结果表明,添加适量REC可以提高PLA与PBAT的相容性,改善PLA/PBAT共混体系的综合力学性能;REC用量为1.4份时共混体系呈现出良好的相容性,此时共混物冲击强度由268 kJ/m2增加到621 kJ/m2、断裂伸长率提高由222 %增加到357 %。     

PLA/PBAT/二唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二唑啉(BOZ)为增容剂,采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/BOZ共混物,研究该增容剂对共混体系的力学性能、微观形态、结晶性能的影响。结果表明:少量的增容剂能提高PLA和PBAT的界面粘合力,改善PLA/PBAT共混体系的力学性能。在不同的PBAT含量下,PLA/PBAT/BOZ的力学性能均高于PLA/PBAT。由TEM可以看出,BOZ的加入使PBAT的分散相尺寸明显减小,分散更均匀。DSC结果表明:BOZ的加入使共混物中PLA的结晶速率和结晶度下降。     

PLA/PBAT/二(噁)唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二(噁)唑啉(BOZ)为增容剂,采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/BOZ共混物,研究该增容剂对共混体系的力学性能、微观形态、结晶性能的影响.结果表明:少量的增容剂能提高PLA和PBAT的界面粘合力,改善PLA/PBAT共混体系的力学性能.在不同的PBAT含量下,PLA/PBAT/BOZ的力学性能均高于PLA/PBAT.由TEM可以看出,BOZ的加入使PBAT的分散相尺寸明显减小,分散更均匀.DSC结果表明:BOZ的加入使共混物中PLA的结晶速率和结晶度下降.     

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。     

PBAT及增容剂含量对PLA/PBAT共混物结构和性能的影响

通过拉伸试验、扫描电子显微镜和差示扫描量热法分析,研究了聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)用量对聚乳酸(PLA)/PBAT共混物拉伸性能、微观结构和热性能的影响。结果表明:PBAT能显著改善PLA韧性,增韧效果与PBAT相尺寸及两相间相互作用有关。当m(PLA)∶m(PBAT)=80∶20时,PLA/PBAT共混物的断裂拉伸应变提高约8倍。自制接枝共聚物增容剂能显著改善PLA与PBAT的相容性,提高两相间的相互作用。接枝共聚物增容剂最佳用量为6phr时,共混物断裂拉伸应变提高1倍多。     

PS/PLA共混物的相态结构及其发泡行为研究

采用密炼机制备了聚苯乙烯/聚乳酸(PS/PLA)共混物,以超临界二氧化碳(CO2)为物理发泡剂,采用釜压法制备了PS/PLA共混物泡沫。采用差示扫描量热仪、偏光显微镜和扫描电子显微镜研究了PLA等温结晶行为、PS/PLA共混物的相态结构和PS/PLA共混物泡沫的泡孔结构。结果表明,反应型增容剂使PLA的等温结晶速率提高,晶体尺寸降低;增容剂能够促进PLA在PS中的分散;PLA的加入在发泡过程中能够起到异相成核作用,PLA的结晶有利于气泡的增长和稳定。     

PLA/PBAT/PEOX共混物的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇共聚酯(PBAT)/(2-乙基-2-恶唑啉)(PEOX)三元共混物,研究了增容剂PEOX对共混物的微观结构、拉伸性能、热力学性能以及流变性能的影响。结果表明:加入PEOX后,PLA基体与PBAT分散相的相界面性质和相容性得到显著改善;与PLA/PBAT二元共混物相比,加入0.5~3.0份PEOX后,共混体系的断裂伸长率得到进一步提高;加入少量PEOX就可以较大幅度提高PLA/PBAT共混物的熔体流动性能。差示扫描量热(DSC)分析结果表明,PBAT和PEOX的存在未对PLA基体的结晶-熔融行为产生明显影响。     

聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯共混体系发泡行为的研究

通过熔融共混法制备聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)共混体系和PLA/PBS/反应型增容剂(Cp)共混体系,并通过间歇式釜压发泡成型制得泡沫样品,研究了PLA/PBS共混体系和PLA/PBS/Cp共混体系的结晶行为、相态结构、流变行为和发泡行为。结果表明,PBS的加入对PLA降温结晶的影响不大,其熔体弹性有所提升,且PBS含量的变化对共混体系泡孔形态的影响较小;在PLA/PBS/Cp共混体系中,Cp的加入对共混体系中PLA的结晶性能有明显的提高;另外随着Cp含量的增加,其熔体弹性也显著增加;Cp可以有效地提高PLA与PBS间的相容性,改善泡孔的形态。     

增容剂种类对熔融共混法制备PLA/PBAT体系的影响

采用熔融共混法制备了不同增容剂体系的聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)共混熔体,系统地研究了采用扩链剂SW04、环氧扩链剂XY-4370以及扩链剂Joncryl作为增容剂改性的PLA/PBAT体系。并对他们的熔体流动速率、力学性能以及热性能进行检测。对比实际挤出实验过程中熔体的情况,使用扩链剂Joncryl作为增容剂的体系熔体更均匀,明显改善挤出胀大现象,对PLA/PBAT体系的增容效果更好。且使用扩链剂Joncryl作为增容剂的熔体稳定性更好,综合力学性能也更佳。     

PBAT/PLA共混物的热力学性能和结晶性能的研究

利用熔融共混制备己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)/聚乳酸(PLA)共混物,采用Joncryl~? ADR-4368对共混体系进行改性,通过差示扫描量热法研究了共混比例和扩链剂的加入对该共混体系的热力学性能的影响,通过小角激光光散射和广角X射线衍射研究了共混比例和扩链剂的加入对该体系的结晶行为的影响,利用Elmendorf撕裂和拉伸测试分析该共混体系的力学性能。结果表明,共混之后PLA和扩链剂对PBAT有着成核作用。PBAT/PLA共混体系中PLA的冷结晶温度显著下降,PLA含量为20%时扩链剂的加入最终使得PLA的冷结晶消失。扩链剂的加入提高了PBAT的结晶能力,但未改变其晶型。PBAT/PLA共混后力学性能显著改善,且扩链剂的加入使得断裂伸长率提高约一倍。     

聚乳酸微纳复合泡孔的结构与性能研究

通过熔融共混制备聚乳酸（PLA）/聚（己二酸丁二酯?对苯二甲酸丁二酯）（PBAT）共混物。以环氧扩链剂（CE）为相容剂，研究了CE含量对共混物的流变行为、结晶行为的影响，并研究了CE含量为5份的共混物在冷结晶温度下的发泡行为以及泡沫的拉伸性能。结果表明，共混体系的相容性、结晶速率随着CE含量的增加而增加、可发性提高，在添加了5份CE的共混物中得到了微纳复合泡孔，泡孔密度达到10¹³ 个/cm³，相对于PLA泡沫，共混物泡沫的断裂伸长率提高了40 %。     

聚乳酸／PBAT共混物的制备及其性能研究

用熔融挤出法制备了聚乳酸饼苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PLA／PBAT）共混物，研究了聚乳酸／PBAT共混物的力学性能、热性能以及相容性。结果表明：共混物的冲击强度及断裂伸长率随着PRAT含量的增加而增大，在PBAT含量为30％时，断裂伸长率最大，达到9％，PBAT的加入降低了共混物的拉伸、弯曲性能，但在添加量较少的情况下（如5％和10％），拉伸、弯曲性能下降不大。退火处理极大的提高了材料的维卡软化温度。当PBAT含量较高时，共混物的断面可以明显的观察到不相容的两相结构。     

聚乳酸/聚(已二酸-对苯二甲酸丁二酯)共混物的非等温结晶动力学

采用熔融挤出法制备了聚乳酸/聚(已二酸-对苯二甲酸丁二酯)共混物。利用差示扫描量热仪研究了聚乳酸及其共混体系的非等温结晶过程。用经Jeziorny修正的Avrami方程和Mo法对其非等温结晶动力学进行了分析。结果表明:Avrami方程和Mo法都适用于处理聚乳酸及其共混体系的非等温结晶过程,共混物的结晶速率大于聚乳酸的结晶速率。此外,用Huffman-Lauritzen理论计算了非等温结晶的结晶活化能,发现共混体系的结晶活化能绝对值小于聚乳酸。     

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料,探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明,PBAT/PLA共混材料中,随着PLA含量的增加,拉伸强度先降低后升高,当PLA含量为90 %时,拉伸强度达到60.12 MPa,而其断裂伸长率从703 %降低至8 %,由韧性材料逐渐转变为脆性材料;PLA含量为30 %时,性能变化出现拐点;PLA含量为50 %时出现明显相分离,且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶,使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃;PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时,都可以实现较好的吹膜过程,且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa,断裂伸长率不低于137 %。     

扩链剂TMP-6000对聚乳酸/聚（3-羟基丁酸-co-3 -羟基戊酸酯）共混物性能的影响

以扩链剂TMP-6000为增容剂,采用熔融共混制备了聚乳酸（PLA）和聚（3羟基丁酸co3羟基戊酸酯）（PHBV）复合材料,研究了TMP-6000对PLA/PHBV复合材料的结晶行为、微观结构、力学性能的影响。结果表明,无定形PLA的加入抑制了PHBV的结晶,TMP-6000的加入使得PLA/PHBV复合材料的结晶能力变弱,提高了PLA的冷结晶温度,且当TMP-6000含量为0.5 %（质量分数,下同）时,PLA的冷结晶峰开始消失,且适量的TMP-6000使得PHBV的玻璃化转变温度（Tg）升高;TMP-6000的加入使得PHBV均匀分散于PLA基体中,且当TMP-6000含量为0.7 %时,PLA与PHBV的相容性最好;TMP-6000的加入显著提高了PLA/PHBV复合材料的分子量;TMP-6000提高了PLA与PHBV之间的结合力,提高了复合材料的拉伸强度,但断裂伸长率有稍微地降低。     

Study on the effect of dispersion phase morphology on porous structure of poly (lactic acid)/poly (ethylene terephthalate glycol-modified) blending foams

A methodology for blending foam of poly (lactic acid) (PLA)/poly (ethylene terephthalate glycol-modified) (PETG) was proposed. PLA/PETG blends were prepared through a melt blending method, using multiple functionality epoxide as reactive compatibilizer. The effects of blending ratio and compatibilizer content on the dispersion morphology, molecular structure, mechanical properties, and rheological behavior of PLA/PETG blends were studied. Then PLA/PETG blends were foamed using supercritical CO₂ as physical blowing agent, and their porous structure, pore size, as well as pore density were investigated. The results showed that the mechanical properties and rheological parameters such as melt strength and melt elasticity, as well as the porous structure of the foams dispersion morphology of PLA/PETG blends were affected strongly. The melt elasticity of PLA/PETG blends increased with increasing compatibilizer content. Dispersion phase morphology of PLA/PETG blends also had a significant effect on the pore density of all the samples. The results indicated that homogeneous and finer porous morphology of PLA/PETG foams with high expansion ratio could be achieved with a proper content of compatibilizer in the blends.     

Rheological and mechanical behavior of non-spherical poly(lactic acid) particles embedded poly(butylene adipate-co-terephthalate) blend

In this study, the poly(lactic acid) (PLA)/poly(butylene adipate-co-terephthalate)(PBAT) blend is investigated to improve rheological and mechanical performances of PBAT based on rheological, mechanical, and thermal behavior analyses. The multi-step mixing method is developed to fabricate the blend with non-spherical morphology. In the multi-step mixing method, blends with a wide composition range (25/75–75/25) are mixed with additional PBAT at a mixing temperature between the melting temperatures of PBAT and PLA to produce the PBAT blend embedded with non-spherical PLA particles (10 wt%). The embedding of non-spherical PLA particles in PBAT increases the resistance against deformation, resulting in strain hardening behavior and an increase in the yield strength as well as the tear resistance of the PBAT. The presence of stiff PLA particles enhances the crystallization behavior of PBAT, meaning that polymer chains may interpenetrate. The findings of this study suggest that the multi-step mixing method is beneficial for embedding non-spherical PLA particles into a PBAT matrix, which in turn facilitates the maintenance of good interfacial adhesion to increase the melt strength, yield strength, and tear resistance.     

PLA/PBAT共混物的降解性能研究

通过双螺杆挤出机和吹膜机组制备不同比例的聚乳酸/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯（PLA/PBAT）共混物薄膜,测量共混物的热性能、力学性能,并观察其相形貌,计算共混物在堆肥条件下的生物降解率,研究共混物降解前后的结构、热力学行为和元素的变化。结果表明,PLA与PBAT是不相容体系,加入PBAT后PLA的韧性得到改善;PLA的生物降解率高于PBAT,共混物的生物降解率随着PBAT含量的增加而降低,且在降解初期,PLA的降解产物会促进PBAT的水解;PLA、PBAT及其共混物在堆肥降解前期只是大分子链水解为小分子链的过程,不发生分子链的结构变化;PLA及PBAT的降解会先发生在无定形区,共混物中PLA在无定形区的降解速度受到PBAT的影响而变慢,且共混物中PLA、PBAT的降解行为发生变化,无定形区与结晶区的降解同时发生;共混物在堆肥试验初期的降解以水解为主。     

Characterization and Properties of Reactive Poly(lactic acid)/Polyamide 610 Biomass Blends

A low molecular weight bisphenol‐A type epoxy resin was used as a reactive compatibilizer for poly(lactic acid) (PLA)/polyamide 610 (PA 610) biomass blends. To the best of our knowledge, this blend is the first biomass PA 610 blend in the literature. The epoxy functional groups could react with the terminal groups of both PLA and PA 610. An ester–amide interchange reaction led to a polyester–polyamide copolymer formation, and improved the compatibility of PLA and PA 610. The blends with epoxy resin showed an enhancement in the phase dispersion and interfacial adhesion compared with the blend without epoxy resin. The differential scanning calorimetry (DSC) analysis showed that the crystallization peak temperatures decreased with increasing epoxy content. The melting temperature of PA 610 decreased with the addition of PLA, but remained unchanged with increased compatibilizer dosages. The dynamic mechanical analysis (DMA) showed that the glass transition temperature (T_g) of the blend, with the addition of 0.5 phr epoxy resin, slightly increased compared with that of neat PLA. However, the T_g of the blends remained unchanged with increasing epoxy resin content, and the higher content of epoxy resin in the blends resulted in improved mechanical properties and higher melt viscosity. The unnotched impact test showed that PA 610 could toughen PLA with the addition of epoxy resin. Moreover, the no‐break unnotched impact behavior was observed with the medium content of the compatibilizer, improving the notch sensitivity of PLA. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 130: 2563–2571, 2013