TPS/LDPE/纳米SiO_2材料结构与性能

以天然高分子木薯淀粉为研究对象,低密度聚乙烯(LDPE)和纳米二氧化硅(SiO_2)为改性材料,甘油为增塑剂,通过熔融法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/LDPE/纳米SiO_2复合材料,研究了复合材料的塑化性能、力学性能、结晶性能、热稳定性和微观结构。结果表明:纳米SiO_2能提高TPS/LDPE复合材料塑化性能,更容易进行加工;随着纳米SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度降低、断裂应变增加,复合材料的熔融焓、结晶度减小,热降解温度提高;纳米SiO_2的加入使得复合材料的球晶变得更细密,改变了复合材料的晶型;当纳米SiO_2用量为2份(质量份)时在复合材料中分散较好,但随着纳米SiO_2用量的增加会发生团聚现象。     

超声对不同粒径二氧化硅改性热塑性木薯淀粉的影响

通过熔融共混模压法制得了热塑性木薯淀粉(TPS)/SiO₂复合材料。采用DSC、偏光(PLM)、水接触角、TG、SEM、FTIR、XRD考察了超声作用下不同粒径(0.02、0.2、23μm)SiO₂对热塑性木薯淀粉的回生熔融焓、回生速率、回生指数及球晶形态结构、水接触角、热稳定性的影响。结果表明,超声作用使TPS/SiO₂复合材料的熔融焓增加、回生速率提高、回生指数降低,且添加粒径0.02μm SiO₂制得TPS/SiO₂复合材料的回生速率提升幅度最大;超声作用使TPS/SiO₂复合材料球晶变得明显、水接触角提高;超声作用使复合材料的水分容易挥发,甘油与淀粉的结合能力增强,淀粉的分子结构稳定性增加;超声作用使SiO₂粒子在基体中聚集减少、分散更好;复合材料的回生程度增加,双螺旋结构减少;复合材料呈现出A+V晶型,超声作用后,复合材料V晶型增加、A晶型减少。     

二氧化硅作用下木薯淀粉/聚乙烯醇复合材料的回生行为研究

通过熔融混合法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/聚乙烯醇(PVA)/二氧化硅(SiO_2)复合材料。利用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外仪(FTIR)研究SiO_2用量、表面改性前后对TPS/PVA/SiO_2复合材料回生动力学和结构的影响。结果表明:随着回生时间的增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的氢键作用增强,回生程度增加。利用Avrami方法进行回生动力学分析发现,当SiO_2用量为2和7份时可抑制TPS/PVA/SiO_2复合材料回生;而当SiO_2为5份时则促进TPS/PVA/SiO_2复合材料回生。表面改性后的SiO_2与木薯淀粉分子之间形成更强的氢键作用,比未改性SiO_2能起到抑制木薯淀粉回生作用。改性后SiO_2在基体材料均匀分散,且与基体材料具有较好的界面黏结力。     

木薯淀粉/剑麻纤维复合材料的性能研究

以天然高分子材料木薯淀粉、剑麻纤维(SF)为原料、甘油为增塑剂,通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/SF复合材料,研究了TPS/SF复合材料的塑化行为、拉伸性能、熔融行为、热降解性、透光性和结构。结果表明:SF的加入使TPS/SF复合材料的塑化时间缩短、塑化扭矩和平衡扭矩增加;TPS/SF复合材料的拉伸强度呈现先增加后降低趋势;TPS/SF复合材料的熔融峰温度增加、熔融焓降低。随着SF用量的增加,TPS/SF复合材料的透光率呈现降低现象;添加SF后,TPS/SF复合材料热降解温度升高,SF削弱TPS/SF复合材料分子间的氢键作用,TPS/SF复合材料球晶变得模糊。     

热塑性木薯淀粉/SiO_2复合材料的热降解动力学

通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/二氧化硅(SiO_2)复合材料,利用热失重分析(TG)方法研究TPS/SiO_2复合材料的热降解温度及热降解动力学。结果表明,随着升温速率增加或加入SiO_2后,TPS/SiO_2复合材料的热降解温度增加。利用Kissinger方法对TPS/SiO_2复合材料热降解动力学进行研究,发现未添加SiO_2时TPS热降解活化能为206.90 kJ/mol;当添加2份SiO_2时,TPS/SiO_2复合材料热降解活化能提高到223.41kJ/mol;添加亲水SiO_2后TPS/SiO_2复合材料的热降解活化能高于添加疏水SiO_2的。采用Flynn-Wall-Ozawa方法发现,随着SiO_2的加入,TPS/SiO_2复合材料的热降解活化能增加。     

超声对不同粒径二氧化硅改性热塑性木薯淀粉影响

以木薯淀粉为研究对象,通过熔融共混模压法制得热塑性木薯淀粉（TPS）/二氧化硅（SiO2）复合材料。研究超声作用下不同粒径（0.02 μm、0.2 μm、23 μm）二氧化硅对热塑性木薯淀粉的回生熔融焓、回生速率、回生指数及球晶形态结构、接触角、热稳定性的影响规律。结果表明,与未超声样品相比,利用差示扫描量热仪（DSC）发现经过超声作用后TPS/SiO2复合材料的熔融焓增加,回生速率提高、回生指数降低,且添加20 nm SiO2制得产物回生速率提升幅度最大;偏光（PLM）和接触角测试发现,经过超声作用后,TPS/SiO2复合材料球晶都变得明显、水接触角提高。TG分析表明,超声作用使复合材料的水分容易挥发,甘油与淀粉的结合能力增强,淀粉的分子结构稳定性增加。SEM分析表明,超声作用下使得二氧化硅粒子在基体中聚集减少、分散更好;采用FTIR分析发现,复合材料的回生程度增加,双螺旋结构减少;XRD分析表明,复合材料呈现出A+V晶型,超声作用后使得V晶型增加、A晶型减少。     

二氧化硅作用下热塑性木薯淀粉的热降解行为研究

以木薯淀粉为研究对象,甘油为增塑剂,添加二氧化硅(SiO_2),通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/SiO_2复合材料。利用热重分析仪研究不同粒径(23μm、200nm、20nm)、不同用量(0、2、5、7份)和表面改性前后SiO_2对TPS/SiO_2复合材料热降解行为的影响。结果表明,添加200nm SiO_2的TPS/SiO_2复合材料的热降解温度均比添加20nm、23μm的高,具有较高的热稳定性;随着SiO_2用量的升高,TPS/SiO_2复合材料热降解温度增加;添加未改性SiO_2的TPS/SiO_2复合材料的热降解温度高于改性后SiO_2。     

热塑性木薯淀粉回生过程的结构与性能研究

以木薯淀粉为原料、甘油为增塑剂,通过转矩流变仪熔融共混制备热塑性木薯淀粉,利用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(PLM)、傅立叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)研究热塑性木薯淀粉材料在回生过程中的结构与性能变化。结果表明,随着回生时间的增加,热塑性木薯淀粉材料的回生焓先增大后减小,当回生时间为7d时达最高;木薯淀粉球晶出现且球晶的数目最多,偏光十字最规整,回生达最大程度。FTIR分析发现,当回生作用占主导地位,氢键作用力减弱,红外吸收峰发生蓝移;当回生时间进一步增加,淀粉降解作用占主导地位,氢键作用力增强,红外吸收峰发生红移。热塑性木薯淀粉回生过程中,晶型从(A+V)型转变成V型,通过TOPAS计算木薯淀粉结晶度最大达40.44%。甘油中的羟基与淀粉形成氢键,削弱淀粉分子间氢键的强作用力,使淀粉材料的热稳定性下降。     

热塑性木薯淀粉/聚乙烯醇复合材料的制备、结构与性能研究

采用熔融法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/聚乙烯醇(PVA)复合材料,研究PVA和增塑剂的种类、用量对TPS/PVA复合材料的加工、力学性能、回生行为及结构影响。研究结果发现随着PVA用量的增加,TPS/PVA复合材料的塑化时间缩短、塑化扭矩和平衡扭矩增大;随着甘油增塑剂用量的增加,TPS/PVA复合材料的塑化时间、扭矩降低。TPS/PVA-1788复合材料的塑化时间、塑化扭矩和平衡扭矩均比TPS/PVA-1799复合材料的小;采用尿素/甲酰胺复配增塑TPS/PVA复合材料的塑化时间、塑化扭矩和平衡扭矩比使用甘油小。随着PVA用量的增加,TPS/PVA复合材料的拉伸强度增加;TPS/PVA-1799复合材料的拉伸强度比TPS/PVA-1788复合材料的高。使用甘油增塑TPS/PVA复合材料的拉伸强度高于使用尿素/甲酰胺复配增塑剂。随着回生时间增加,TPS/PVA复合材料的回生焓增加。添加PVA加速TPS的回生过程,随着PVA用量进一步增加,TPS/PVA复合材料回生降低。PVA能削弱TPS的氢键作用,提高TPS塑化程度,有利于TPS/PVA复合材料的均匀性。     

热塑性木薯淀粉/PVA/SiO_2复合材料的加工行为与力学性能研究

通过熔融法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/聚乙烯醇(PVA)/二氧化硅(SiO_2)复合材料,并研究复合材料的加工性能和力学性能。结果表明,随着SiO_2用量增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的拉伸强度先上升后下降,当SiO_2用量为2份时复合材料的拉伸强度最高达到22.65 MPa;TPS/PVA-1799/SiO_2复合材料的拉伸强度高于TPS/PVA-1788/SiO_2复合材料的;经过表面改性的SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料拉伸强度。随着SiO_2用量的增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化时间缩短,塑化扭矩和平衡扭矩增加。随着甘油用量的增加,复合材料的塑化时间、塑化扭矩和平衡扭矩均降低;添加PVA-1788和表面处理后SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化性能。     

二氧化硅粒子对热塑性木薯淀粉稳定性能的影响

通过添加二氧化硅(SiO2)到木薯淀粉(TPS)中,采用熔融共混法制备热塑性TPS/SiO2复合材料,研究复合材料的吸水性、生物降解性和熔融行为。结果表明,随着SiO2添加量的增加,TPS吸水率呈下降趋势,且添加经过硅烷偶联剂(KH550)表面处理后的纳米SiO2比未处理的吸水率低。随着生物降解时间的增加,TPS/SiO2复合材料的生物降解率提高;随着SiO2用量的增加,TPS的生物降解率呈下降变化,且SiO2表面处理后能明显提高TPS的生物降解性。随着SiO2用量的增加,TPS的熔融峰增加,且添加SiO2表面处理后的TPS熔融峰比未经表面处理的SiO2高。     

TPS/PVA共混物的热降解行为

以热塑性木薯淀粉(TPS)为研究对象,甘油或甲酰胺/尿素为增塑剂,通过熔融共混法制备TPS/聚乙烯醇(PVA)共混物,利用热重分析仪研究增塑剂种类、用量及PVA对TPS热降解行为的影响。结果表明:添加甘油的TPS热降解温度高于添加甲酰胺/尿素复配增塑剂;随着甘油用量的增加,TPS热降解温度降低;添加PVA后,TPS热降解温度降低,且随着PVA用量的增加而降低;TPS热降解过程分为3个阶段,TPS/PVA共混物的热降解分为4个阶段;随着升温速率的增加,TPS的热降解温度升高;采用Kissinger研究了TPS/PVA共混物的热降解动力学,PVA的加入降低了TPS的热降解活化能。     

热氧老化对红磷阻燃LGFPP复合材料性能的影响

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/红磷(LGFPP/RP)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了140℃条件下不同热氧老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明,随着老化时间的延长,复合材料的结晶度减小,力学性能显著下降。说明分子量降低,发生了显著的热氧化降解。扫描电子显微镜显示,LGFPP/RP复合材料表面出现了明显的网状裂纹,局部范围还出现了较大的裂纹。PP基体分子链的断裂以及长玻纤与PP基体间发生界面脱粘是导致LGFPP/RP复合材料宏观力学性能下降的主要原因。红外光谱表明,随着热氧老化时间的延长,试样表面会产生更多的生色基团使材料发生黄变,说明PP基体分子链发生了老化断裂。     

热塑性木薯淀粉/PVA/SiO_2共混材料的稳定性能研究

通过添加聚乙烯醇(PVA)、二氧化硅(SiO2)到木薯淀粉中,采用熔融密炼法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/PVA/SiO2共混材料,研究共混材料的吸水性、生物降解与熔融行为。研究结果表明:随着SiO2用量的增加,TPS/PVA/SiO2共混体系的吸水率增加,TPS/PVA(1799)/SiO2共混材料的吸水率高于TPS/PVA(1788)/SiO2共混物。表面改性后SiO2的TPS/PVA/SiO2共混物的吸水率低于未改性SiO2。随着SiO2用量的增加,TPS/PVA/SiO2共混物的生物降解降低,共混物的熔融峰增高,而熔融焓降低。     

剑麻纤维表面处理对热塑性木薯淀粉结构与性能的影响

以甘油为增塑剂,采用熔融共混法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维(TPS/SF)复合材料,研究碱处理和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)两种不同表面处理方法处理剑麻纤维对TPS结构与性能的影响。结果表明,添加碱处理剑麻的TPS/SF复合材料塑化性能较好,更容易进行加工;在力学性能、回生行为、热性能和结构方面,添加KH550处理的剑麻纤维TPS/SF复合材料拉伸强度和弹性模量较高,能更好抑制TPS回生,且热稳定性能更好,结构更稳定、更疏水。     

热氧老化对长玻璃纤维增强PP材料动态流变性能影响

通过熔融共混法制备长玻璃纤维增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,采用旋转流变仪和扫描电子显微镜测试研究了不同热氧老化时间下复合材料的动态流变行为。结果表明,热氧老化过程PP发生降解,分子量降低,同时随老化程度的加深分子链的缠结以及分子间相互作用力逐渐被削弱,分子链松弛能力增加;树脂的降解过程容易在纤维与基体的界面区域进行,使得纤维与基体的界面性能下降,粘结力下降。因此,随老化时间的增加复合材料的储能模量、损耗模量、损耗因子以及复数黏度都呈现下降趋势。     

聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚丁二酸丁二醇(酯PBS)/淀粉复合材料。用扫描电镜、宽角X-射线衍射、差示扫描量热、热重分析等方法研究了复合材料的力学性能、微观形貌、结晶性能和热稳定性。结果表明:复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度随淀粉含量的增加而降低,而硬度、拉伸模量和弯曲模量则随淀粉含量的增加而提高;PBS和淀粉间的界面明显,断裂面上存在淀粉脱落的痕迹;淀粉的加入并未影响PBS的晶型;随着淀粉含量的增加,PBS的结晶和熔融温度均向低温方向移动;PBS和淀粉在各自的温度区域产生了热降解,随着淀粉含量的增加复,合材料的热稳定性逐渐降低。     

蔗髓增强热塑性淀粉可降解复合材料制备与性能研究

采用熔融共混法制备了热塑性淀粉/蔗髓复合材料(TPS/BP),并对该复合材料的力学性能、吸湿性和微观结构进行了研究,通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了蔗髓增强热塑性淀粉的机理。结果表明:随着BP用量的增加,TPS/BP的拉伸强度逐渐提高,而断裂伸长率则明显下降;拉伸弹性模量则呈先增大后减小的趋势,在BP用量为20%时,拉伸弹性模量达到最大值(159.13 MPa)。BP的加入降低了TPS的吸水率,而且随其用量的增加,TPS/BP的吸水率逐渐降低。红外光谱和微观形貌分析表明,BP和TPS基体之间形成了分子间氢键,二者之间具有良好的界面相容性。     

注塑工艺制备二氧化硅/热塑性淀粉复合材料

通过溶胶-凝胶法首先合成了二氧化硅微球,与玉米淀粉和甘油直接混合后,先用双螺杆挤出机挤出造粒,再用注塑工艺制备了二氧化硅/热塑性玉米淀粉复合材料(SiO_2/TPS),研究了共混体系中不同含量的SiO_2对复合材料的力学性能(拉伸强度、冲击强度)、动态力学性能(DMA)、以及流变加工性能(转矩流变)的影响。结果表明,随着共混体系中SiO_2含量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度、次级松弛转变温度呈先上升后下降的趋势,在SiO_2含量为2%时,性能达到最佳,分别为8.78 MPa、14.85 kJ/m~2和53.64℃,而转矩流变曲线表明,此时具有较高的峰值转矩,复合材料的加工成型性能有所下降。     

LGFPP/IFR复合材料热氧老化性能研究

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂(LGFPP/IFR)复合材料,采用热烘箱老化法研究了140℃下老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明:随着老化时间的延长,复合材料的力学性能显著下降,说明其分子量降低,发生了明显的热氧化降解。SEM测试结果表明:LGFPP/IFR复合材料表面出现了明显的网状裂纹,局部还出现了较大的裂纹。PP基体分子链的断裂以及长玻纤与PP基体间发生界面脱黏是导致LGFPP/IFR复合材料宏观力学性能下降的主要原因。