PLA/PEG复合材料结晶行为研究

以聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(PEG)为原料,采用溶液共混法制备出不同分子量的PEG与PLA的复合材料,并通过偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)对PLA/PEG复合材料的结晶行为进行了研究。结果表明:纯PLA在实验条件下不能结晶,而PEG的加入促进了PLA结晶;PLA的结晶温度和结晶度随PEG分子量的增大而降低,熔点随PEG分子量的增大而提高;PEG的加入促使实验条件下不能结晶的PLA生成α型晶体,但PEG分子量的变化对PLA的晶型基本没有影响。     

接枝改性纤维素纳米晶对聚乳酸结晶性能的影响

通过熔融共混将接枝改性的纤维素纳米晶(CNC-g-PEG)引入聚乳酸(PLA),制备了PLA/CNC-g-PEG纳米复合物。采用差示扫描量热分析仪研究了PLA、PLA/CNC和PLA/CNC-g-PLA分别在不同升温速率下的非等温结晶形为。研究表明,CNC能促进PLA的结晶成核,使其结晶温度显著降低,而CNC接枝PEG后,与PLA的相容性增加,促进PLA的成核作用更强,使得PLA的结晶温度进一步降低。通过Kissinger方程计算了各样品的结晶活化能,发现CNC显著降低了PLA的结晶活化能,而接枝改性后的CNC与PLA的相容性增加,分子链间相互作用变强,阻碍了PLA分子链的运动,使得样品的活化能略微提高。     

聚乳酸/聚己内酯增容体系的结晶性能

以丙交酯/己内酯共聚物(LACL)为聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物的增容剂,采用溶液共混法制备了PLA/PCL/LACL三元共混物;通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪研究了共混物的形貌和结晶性能。结果表明,加入5%(质量分数,下同)的LACL,分散相的尺寸明显减小;PCL能显著提高PLA分子链的结晶能力,使其结晶温度(T_p)降低,而LACL对PLA/PCL的增容作用,使PLA/PCL/LACL三元共混物中PLA的Tp进一步降低;通过Kissinger方程计算发现PCL和LACL的加入显著降低了PLA的结晶活化能。     

聚乳酸在挤出过程中的降解

以真空干燥后的聚乳酸(PLA)为实验原料,分别在料筒温度为170、190℃条件下进行挤出研究.主要研究挤出温度、螺杆转速对聚乳酸分子量的影响.结果表明:烘干后PLA分子力降低的主要原因是在挤出机内受剪切力后发生了力化学降解.随着螺杆转速的提高,剪切力增大分子量随之降低.挤出后的聚乳酸分子量在降低的同时,分子量分布也有所变小.     

MAPP相容剂对WF/PLA复合材料性能的影响

研究了不同MAPP相容剂对木纤维/聚乳酸(WF/PLA)复合材料物理力学性能、熟性能及PLA分子量的影响.结果表明:低分子量的MAPP(CA60)相容剂使复合材料制备过程中PLA降解更严重,复合材料耐水性降低;纯MAPP(H1100P)相容剂,可明显提高复合材料耐水性,但不能改善其弯曲强度;由MAPP与PP共混的M300相容剂可抑制复合材料制备过程中PLA的降解,也能提高复合材料的弯曲强度和耐水性,是较好的WF/PLA复合材料相容剂.MAPP相容剂的作用与相容剂在复合材料制备过程中对PLA分子降解的抑制作用有关.     

聚乳酸在二氧化碳作用下的冷结晶

利用差示扫描量热仪研究了聚乳酸（PLA）在常压下的等温冷结晶行为,并用偏光显微镜观测了不同温度下等温结晶100 min的PLA样品的结晶形态;以二氧化碳（CO2）为介质,利用高压釜在5 MPa压力、不同温度下制备了冷结晶过程中的等温结晶100 min的PLA样品,分别利用偏光显微镜和广角X射线衍射仪对比了常压和CO2作用下PLA产生的球晶形态和晶型结构。结果表明,CO2对PLA有显著的增塑作用,可以增强PLA分子链的活性,使其在较低的温度下发生冷结晶;与常压相比,PLA在CO2作用下冷结晶形成的球晶尺寸减小球晶数量增加球晶完善程度提高,但最终结晶度降低。     

基于FDM工艺的相容剂PBAT-g-MAH在PLA/木粉复合材料中的应用

采用熔融沉积成型(FDM)工艺成型聚乳酸(PLA)/木粉复合材料，研究聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯接枝马来酸酐(PBAT-g-MAH)对复合材料力学性能、加工流动性、结晶度和热稳定性的影响。结果表明：PBAT-g-MAH对复合材料有增韧作用。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时，复合材料的拉伸强度为45.52 MPa，冲击强度为15.80 kJ/m²；与未加PBAT-g-MAH相比，复合材料的拉伸强度增加5.9%，冲击强度增加34.46%。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的熔体流动速率增加，玻璃化温度降低，对结晶度的影响不大。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的热稳定性增加。PBAT-g-MAH的加入使基体PLA与木粉间的结合更紧密，裸露在外的木粉明显减少。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时，复合材料综合性能较好。     

聚碳酸亚丙酯增韧聚乳酸研究

利用双螺杆挤出机研究了聚碳酸亚丙酯(PPC)对聚乳酸(PLA)的增韧效果.结果表明:PPC树脂对PLA有明显的增韧作用,但增韧的同时会引起PLA拉伸强度和维卡软化温度的降低,随PPC用量增加,冲击强度持续提高,而拉伸强度和维卡软化温度持续降低;PLA/PPC共混体系中加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)后,可提高两者的相容性,从而起到增韧的作用,随MDI用量增加,PLA/PPC共混物的冲击强度和拉伸强度呈现先增加后减小的趋势.     

高阻隔PLA油瓶的制备及性能研究

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为阻隔剂,与聚乳酸(PLA)通过熔融共混,然后注拉吹得到高阻隔PLA油瓶。对PLA/EVOH油瓶及共混物的热性能、力学性能、阻隔性能、熔体强度和分子量进行了研究。结果表明,EVOH的加入改善了PLA的阻隔性。随着EVOH含量(2%~10%)的增加,聚乳酸油瓶的阻氧性能提高59%~63%,阻水性能提高32~37%。而且,EVOH的加入也提高了PLA/EVOH共混物的拉伸强度及油瓶的垂直载压性能。熔体强度测试结果表明,随着EVOH含量的增加,PLA/EVOH共混物的熔融指数降低。     

辐照支化聚乳酸的结晶及流变性能

采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、光引发剂、聚乳酸(PLA)作原料,经紫外光辐照,制备了支化聚乳酸。进一步研究了TMPTA添加量对PLA力学性能、结晶性能及流变特性的影响。结果表明,支化结构使分子链的物理缠结点增多,支化PLA表现出更高的冷结晶温度(Tcc),其中TMPTA添加量为2.5%的PLA的Tcc比线型PLA提高了9.2℃,也使PLA弹性模量、复数黏度得到提高。另外,支链也使聚合物分子链间距增大,PLA的韧性得到提高,TMPTA添加量为2.5%的PLA的冲击强度达到5.8 kJ/m~2,比线型PLA提高了70.6%。     

PE废塑料溶剂裂解制备聚乙烯蜡

本文以废旧聚乙烯为原料,在溶剂水的作用下进行裂解制备聚乙烯蜡。实验过程中考察了温度、时间及溶剂加入量对产品性能的影响。结果表明:随裂解温度的升高和反应时间的延长都使得反应体系获得了更高的能量,容易使PE大分子发生断链从而得到低分子量PE,从而使产物收率逐渐降低,粘均分子量减少,熔程也随之下降。溶剂加入量对产品性质也有一定影响。当裂解温度为370℃,反应时间60min,溶剂加入量占原料总质量50%时,得到灰白色的聚乙烯蜡,其熔程在104~110℃之间,酸值为0.0143mg·g-1,粘均分子量为3426.4,且具有较高的热稳定性。通过溶剂裂解制得的聚乙烯蜡具有一定的工业应用前景。     

基于响应面法的聚乳酸开环聚合工艺的优化及其性能表征

以丙交酯为原料,采用响应面法中的中心组合设计(CCD)设计实验,以聚乳酸(PLA)分子量为响应值,分别考察了压强、反应温度、反应时间和催化剂用量4个因素及其交互作用对丙交酯开环后聚合形成PLA的分子量的影响,并建立响应值与影响因素之间的回归方程。残差正态概率图均匀分布在一条直线上,可信度为99.65%,说明响应曲面法建立的预测PLA分子量的模型可靠。在最佳工艺条件下分析所制得的产品,利用核磁共振氢谱(~1HNMR)、傅里叶红外光谱(FIIR)对其结构进行表征,利用示差扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)对其热力学性能进行表征。结果表明,最终产品可获得与多步法生成的PLA相似的性能,节省工序,降低反应成本。     

微型注塑条件下PLA/POM共混物的形貌及结晶行为

采用微型注塑加工技术制备了聚乳酸(PLA)/聚甲醛(POM)共混物微型注塑试样,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪和偏光显微镜(PL M)研究了微注塑加工过程中注射速率和模具温度对PLA/POM微型注塑试样的形貌及结晶行为的影响。结果表明,微型注塑加工条件下,PLA/POM共混物为相容体系;注射速率对POM的结晶行为影响更大,提高注射速率更有利于POM分子链的取向及取向程度的增加,导致POM的熔点和PLA/POM共混物微型注塑试样的结晶度提高;提高模具温度明显增加PLA的热焓松弛峰温度,同时还导致PLA冷结晶温度和熔点的降低以及POM熔点的增加,这与较高模温条件下PLA分子链较易规整排列以及PLA较高的玻璃化转变温度有关。此外,PLA/POM共混物微型注塑试样中PLA形成的晶体类型与等温结晶的温度有关,相对较低温度的等温结晶条件有利于PLA/POM共混物微型注塑试样形成环带球晶。微型注塑条件下,PLA/POM共混物微型注塑试样的中PLA形成的晶体类型与冷却方式有关。     

聚乳酸/纳米Dy_2O_3复合材料的制备与热性能研究

采用接枝法分别制备了环氧树脂改性纳米氧化镝(Dy2O3-g-EP)和聚乳酸接枝马来酸酐(PLA-g-MAH),通过溶液共混法制备了PLA/纳米Dy2O3复合材料,并研究了增容剂PLA-g-MAH对复合材料热性能的影响。结果表明:EP接枝提高了纳米Dy2O3在溶剂中的稳定性;未改性纳米Dy2O3使PLA的热分解温度提高,而Dy2O3-g-EP则使其下降;PLA-g-MAH的加入有利于提高PLA的热分解温度与玻璃化转变温度。     

微晶纤维素对阻燃聚乳酸复合材料力学性能、阻燃与热稳定性的影响

以经硅烷偶联剂(KH570)处理的微晶纤维素(MCC)为填料,三嗪系膨胀阻燃剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)的复配体系为阻燃剂(C-IFR),聚乳酸(PLA)为基体树脂,采用熔融共混方法制备阻燃MCC/PLA复合材料,研究了MCC对阻燃PLA复合材料的力学、阻燃性能、热稳定性的影响。力学试验结果显示,MCC加入使PLA和阻燃PLA均比纯基体树脂的拉伸强度、弯曲强度有所降低,对悬臂梁缺口冲击强度影响小。MCC在小添加量时可以提高PLA复合体系的极限氧指数,MCC与APP具有的协同效应降低了PLA的燃烧速率,提高了材料的成炭性能。热降解动力学表明,MCC增加了PLA和阻燃PLA材料的活化能,提高了PLA复合材料的热稳定性,同时MCC降低PLA的玻璃化转变温度。     

生物可降解PLA/SiO_2复合包装薄膜的热行为及性能研究

为了改善聚乳酸(PLA)塑料包装薄膜的力学、阻隔等性能,将二氧化硅(SiO_2)无机粉末与其复合,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)作为界面改性剂,采用流延法制备了不同配比的PLA/SiO_2生物可降解复合包装薄膜。研究了SiO_2的添加量对生物可降解PLA包装薄膜的热行为、力学性能及阻隔性能的影响。热重分析法(TG)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的热稳定性明显提高;示差扫描量热法(DSC)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的玻璃化转变温度(Tg)和结晶温度(Tc)降低,熔融温度(Tm)基本不变;薄膜的拉伸性能测试表明,随着SiO_2的加入和含量的增加,PLA/SiO_2复合包装薄膜的拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长度均有不同程度的提高;阻隔性能测试表明,当加入SiO_2后,复合薄膜的阻湿、阻氧性能得到改善,并且当SiO_2的含量为5%时,复合薄膜的阻湿、阻氧性能最佳。     

聚乳酸/改性甘蔗纤维复合材料的制备与性能分析

以低分子量聚乙二醇(PEG)为增塑剂,马来酸酐改性的甘蔗纤维(MSF)为成核剂,采用熔融共混的方式制备PLA/MSF/PEG复合材料,并对复合材料的结晶行为、晶体形貌、力学和表面亲水性进行研究。结果表明:表面改性的MSF可作为异相成核剂,显著提高PLA的结晶能力;增塑剂PEG和成核剂MSF的协同加入,能够进一步提高PLA的结晶速率,并增大球晶尺寸。增塑剂PEG的加入,能够明显提高PLA/MSF/PEG的断裂伸长率,但使复合材料的拉伸强度和模量下降。与PLA/PEG共混物相比,PLA/MSF/PEG共混物具有更高的拉伸强度和模量。PLA/MSF(3%)/PEG(10%)的综合性能较好,与纯PLA相比断裂伸长率提高468.7%,拉伸强度降低48.7%左右。因此,增塑剂PEG与改性纤维MSF协同改性,使PLA/MSF/PEG共混物具有更优异的力学性能和结晶性能,能够进一步扩大PLA材料的应用范围。     

PBS/纳米SiO_2改性聚乳酸

为了提高聚乳酸(PLA)的综合性能,采用聚丁二酸丁二酯(PBS)、经过改性的纳米SiO_2对PLA进行共混改性。并通过γ―氨丙基三乙氧基硅烷(TPA)对纳米SiO_2进行表面改性。然后采用物理共混法,以PBS、改性后的纳米SiO_2为改性剂,聚乙烯蜡(PEW)为润滑剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂改性PLA,对改性后共混物的耐热性、力学性能和流变性能进行分析。结果表明,改性的纳米SiO_2加入量为1.5份时,PLA的综合力学性能最好,其拉伸强度为62.2MPa,冲击强度为14.2 kJ/m~2。PBS和纳米SiO_2的加入并未使PLA复合物的热性能和加工性能降低,反而使PLA复合物的熔点略有升高,其平衡转矩均在10 N·m左右。     

扩链剂改性聚乳酸性能

通过熔融共混方法,采用ADR-4368扩链剂对聚乳酸(PLA)进行改性研究,研究扩链剂的加入量对PLA力学性能、熔体流动速率(MFR)、DSC、TG、熔体强度的影响。结果表明:扩链剂的加入提高了PLA的拉伸强度、弯曲强度、热稳定性能,熔融温度以及熔体强度,随着扩链剂质量分数的增加,PLA的拉伸强度及热稳定性逐渐提高;扩链剂的加入使PLA的熔体流动速率、冷结晶温度和结晶度下降。     

少量甲苯存在下2,6-二甲基苯酚在水介质中的氧化聚合

研究了甲苯对水介质中合成的聚2,6-二甲基-1,4-苯醚(PPO)分子量及聚合物粒子形态的影响.研究发现,2,6-二甲基苯酚(DMP)氧化聚合过程中引入一定量甲苯后,可显著提高PPO的分子量.采用差示扫描量热仪测定了PPO/甲苯混合物的玻璃化温度,发现PPO/甲苯混合物的玻璃化温度随甲苯用量的增加而降低,其与甲苯用量的关系符合Fox方程.关联了PPO分子量与PPO/甲苯混合物的玻璃化温度的关系,结果显示玻璃化温度对PPO分子量起重要作用,这可能是由于在搅拌作用下甲苯能够溶胀聚合物粒子,降低其玻璃化温度,导致预聚物分子链的活动性增加,促进预聚物的后氧化聚合.采用透射电镜研究了水介质中合成的聚合物粒子形态,发现加入甲苯后聚合物最终粒子呈紧密的鹅卵石形,甲苯使初级粒子融合在一起,初级粒子的轮廓模糊甚至消失.