聚乳酸/改性长石复合材料的制备及性能研究

以硅烷偶联剂KH570为改性剂对长石粉体进行了湿法表面改性,通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/改性长石复合材料,并对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,改性后长石粒子的界面接触角明显增大,表面具有亲油性,这与FTIR分析结果相吻合。力学性能测试表明,与PLA基体相比,当改性长石用量为0.5%时,PLA/改性长石复合材料的拉伸断裂强度提高了17.82%,冲击强度提高了23.25%。TGA分析结果显示,PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了12.33℃,表明改性长石的加入提高了复合材料的热稳定性。XRD分析结果表明,改性长石的加入起到了部分异相成核剂的作用,从而使结晶成核速度加快。DSC分析结果表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,这与XRD分析相吻合。另外降解实验表明,改性长石的加入加快了PLA复合材料的降解。     

聚丙烯/改性长石复合材料的制备、性能及结构表征

以新疆地产哈密长石为原料,对长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,制备了聚丙烯(PP)/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。结果表明,改性长石的界面接触角明显增大;与PP基体相比,PP/5%改性长石复合材料的拉伸强度提高了3.78%,冲击强度提高了3.40%,热分解温度提高了6.47℃;改性长石填料起到了部分β-PP晶成核剂的作用,PP/改性长石复合材料的结晶度比纯PP有了不同程度的提高。     

植物纤维增强聚乳酸基复合材料研究进展

综述了不同种类聚乳酸(PLA)/植物纤维复合材料的制备工艺,通过物理改性和化学改性的方法对材料进行改性以改善复合材料的强度、界面相容性、表面自由能等,从而提高材料的使用性能,对于PLA/植物纤维复合材料的制备及推广应用具有良好的参考价值。     

PP/Nano-TiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化钛(nano-TiO2)对长石进行表面修饰,并用偶联剂KH570对包覆长石进行改性处理,对其表面包覆形貌、表面成分进行了分析和表征。采用热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)分析、差示扫描量热法(DSC)对由改性nano-TiO2包覆长石制备的聚丙烯(PP)/nano-TiO2包覆长石复合材料的性能进行了研究,并用扫描电镜(SEM)观察了其表面形貌。结果表明:当改性长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,复合材料的冲击性能随着改性长石用量的增加而提高;其热稳定性和韧性比PP基体有所改善;XRD与DSC分析表明,包覆长石的加入能诱导β晶形成,对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

改性纳米羟基磷灰石增强聚乳酸复合材料的研究

采用十二烷基醇对纳米羟基磷灰石(HA)进行了表面改性,提高了在聚乳酸(PLA)中的分散性,增强PLA与HA界面之间的相互作用。结果表明,与HA/PLA复合材料相比,改性后的m HA/PLA复合材料的热稳定性和力学性能均明显提高。     

改性纳米羟基磷灰石增强聚乳酸复合材料的研究

采用十二烷基醇对纳米羟基磷灰石(HA)进行了表面改性,提高了在聚乳酸(PLA)中的分散性,增强PLA与HA界面之间的相互作用。结果表明,与HA/PLA复合材料相比,改性后的m HA/PLA复合材料的热稳定性和力学性能均明显提高。     

聚多巴胺表面修饰纳米二氧化硅对PP/POE复合材料性能的影响

利用多巴胺在固体表面氧化自聚合的特性,通过一种简便易行的方式制备了聚多巴胺表面修饰的纳米二氧化硅改性粒子PD-SiO_2。红外光谱测试表明,聚多巴胺在没有破坏纳米二氧化硅结构的前提下成功黏附其表面。将改性粒子PD-SiO_2与聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)通过熔融共混的方式制备了具有亲水效果的高性能聚丙烯复合材料,并利用红外光谱分析、力学性能、接触角、DSC和扫描电镜(SEM)测试分别研究了复合材料的结构、力学性能、表界面性能、结晶性能和断面形貌。结果表面,PD-SiO_2的加入起到了明显的刚性粒子增强效果,提高了材料的刚性和韧性,提高了PP/POE复合材料的亲水性,降低了PP/POE复合材料的结晶温度,提高了结晶度。     

制备工艺对PLA/PBAT/OMMT三元复合材料微观结构与性能的影响

采用两步法工艺,先制备聚乳酸/有机改性蒙脱土（PLA/OMMT）复合材料,然后将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）共混制得（PLA/OMMT）/PBAT复合材料,再与一步法工艺制备的PLA/PBAT/OMMT复合材料进行性能对比研究。对复合材料中不同相的界面张力进行了测试,对复合材料的微观结构进行了透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察,对PLA的熔融与结晶行为进行了分析。结果表明,OMMT的加入降低了PBAT分散相尺寸,模糊了PLA与PBAT之间的相界面,改善了二者间的相容性;两步法工艺制得的复合材料中OMMT对PLA和PBAT两相增容效果及分散相的均匀性均优于一步法;在亲和性的作用下OMMT倾向于分布在PLA相以及PLA与PBAT相界面处;OMMT与PBAT协同增韧PLA效果明显。     

硅烷偶联剂改性芳纶的性能测试

采用硅烷偶联剂对芳纶进行改性,然后用傅里叶红外光谱仪、单一纤维接触角测试仪和X射线衍射仪对改性前后的芳纶进行测试、观察并分析。结果显示:红外光谱分析表明芳纶的改性发生在纤维的表面,并没有对纤维大分子产生明显破坏;接触角测试表明改性后芳纶的接触角变小,说明KH550硅烷偶联剂可改善芳纶的亲水性;X射线衍射测试表明芳纶结晶度有所下降,可以更好地与树脂黏结。     

表面改性CNF对PBS/PLA共混物的湿热老化行为的影响

以硅烷偶联剂KH550对纳米纤维素(CNF)进行表面改性,利用双螺杆挤出机熔融共混制备一系列聚丁二酸丁二醇脂(PBS)/CNF母粒改性聚乳酸(PLA)复合材料,并在湿热老化试验箱中进行老化试验。通过扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜等对复合材料的结晶和力学性能进行测试。结果表明,CNF可作为异相成核剂改善PLA的结晶行为,使PLA的结晶度提高;改性后,PBS/CNF复合母粒与PLA基体之间的相容性有较大改善;老化36 h后,PLA/PBS/CNF-KH550复合材料结晶进一步完善,其结晶度、拉伸强度和断裂伸长率较老化前分别提高了28.15 %、5.54 %和8.23 %。     

PP/Nano-SiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化硅(nano-SiO2)对长石填料进行表面修饰改性,且对其表面包覆形貌进行了分析和表征。以nano-SiO2包覆改性长石为填料制备了聚丙烯(PP)/包覆长石复合材料,并对其力学性能、热稳定性进行了研究。结果表明:当包覆长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值;同纯PP相比,该复合材料的热稳定性和韧性有所提高;另外,nano-SiO2包覆长石粉体对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

偶联改性棉花纳米纤维素/聚乳酸复合材料的非等温结晶性能和疏水性能研究

采用偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对棉花纳米纤维素(CNF)进行表面改性,得到偶联改性棉花纳米纤维素(cCNF),将cCNF与聚乳酸(PLA)的氯仿溶液直接共混,通过溶液浇铸得到偶联改性棉花纳米纤维素/聚乳酸复合材料(cCNF/PLA)。研究cCNF的加入量对PLA的非等温结晶性能和疏水性能的影响。结果表明:复合材料的结晶峰温度及结晶度先升高后降低,当cCNF的添加量为0.125%时,复合材料结晶峰温度及结晶度升高至最大值,分别为107.2℃、32.1%,比纯PLA分别升高2.4℃、5.5%;PLA及其复合材料的半结晶时间(t_(1/2))也缩短。采用改进的Avrami方程研究PLA及cCNF/PLA的非等温结晶过程,在2、4、6℃/min的降温速率下,n值的范围为1.85～2.54,表明晶体的生长模式为二维和三维并存,当cCNF的添加量为0.125%时,结晶速率常数均升高到最大值。当cCNF的添加量为1%时,cCNF/PLA复合材料的接触角降到最小值69°,比纯PLA降低11.5°。     

聚乳酸表面羧基化改性及细胞相容性研究

采用紫外活化二氧化氯自由基（ClO₂·）氧化甲基的方法,在聚乳酸（PLA）表面接枝了羧基等含氧官能团,以增加PLA表面的亲水性和生物相容性。通过X射线光电子能谱分析和接触角分析,探究了改性后PLA表面元素组成的变化、最佳的氧化条件及氧化反应对PLA表面亲水性的影响。通过拉伸实验分析了氧化过程对PLA力学性能的影响。通过体外细胞增殖和细胞活性测试研究了改性后PLA表面的生物相容性变化。结果表明,羧基等含氧官能团在PLA表面成功生成;最佳氧化时间为10 min ,最佳氧化温度为90 ℃,该条件下氧化后材料的表面接触角由82 °降低至62.5 °,表面亲水性得到改善;改性后PLA的拉伸强度不变,断裂伸长率略有下降;氧化后PLA表面显示出更好的细胞黏附能力和细胞增殖能力,更有利于细胞的生长。     

聚乳酸/酯化纤维素复合材料的制备与表征

通过气固反应利用马来酸酐（MA）对纤维素进行酯化改性,采用熔融共混工艺制备了聚乳酸（PLA）/酯化纤维素复合材料。红外分析表明纤维素与MA发生了酯化反应。力学性能测试、热重分析、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）等分析表明,PLA/酯化纤维素复合材料的拉伸模量和弯曲模量随酯化纤维素含量的增加而升高,拉伸强度、弯曲强度和热稳定性随酯化纤维素含量的增加而降低;复合材料的Tc相对纯PLA较高,说明酯化纤维素的加入起到了异相成核作用,使结晶速率提高。酯化纤维素在复合材料中分散充分,但两者的界面黏结力较弱。     

柠檬酸环氧反应性增容改性聚乳酸/淀粉复合材料的研究

主要研究了柠檬酸环氧增容改性聚乳酸/淀粉复合材料,此复合材料完全来源于生物质资源并完全可生物降解。对索氏提取法得到的淀粉进行静态接触角测试表征,表明在熔融挤出过程中柠檬酸环氧与淀粉表面发生化学反应,导致淀粉表面由亲水性转变为疏水性,从而有效地提高淀粉与聚乳酸基体的界面黏附性。另外,利用SEM和万能材料试验机分别对复合材料的界面相容性及机械性能进行表征,结果表明柠檬酸环氧能够显著改善PLA和淀粉之间的界面相容性,从而显著提高聚乳酸/淀粉复合材料的综合机械性能。     

醋酸活化改性滑石粉对PP结构与性能影响

以醋酸为预处理剂对滑石粉表面进行预处理,再用钛酸酯偶联剂处理得到改性滑石粉,探究醋酸浓度对滑石粉表面性质的影响;将改性滑石粉与聚丙烯(PP)共混制备PP/改性滑石粉复合材料。考察改性滑石粉对复合材料力学性能、尺寸稳定性能和微观结构的影响,并对复合材料的结晶行为进行了分析。结果表明:当醋酸pH值为4.0~5.0时,改性后的滑石粉接触角由73.82°增大到114.97°,活化率达到最大值(93.4%);与未预处理的PP/改性滑石粉复合材料相比,醋酸预处理的PP/改性滑石粉复合材料的冲击性能和拉伸性能均得到较大改善,尺寸变化率减小,稳定性提高,界面结合作用强;醋酸预处理改性滑石粉对PP的结晶行为有影响,结晶温度降低,结晶度下降。     

环氧树脂/多巴胺增强芳纶纤维界面性能

由于芳纶纤维表面光滑且呈现化学惰性,与环氧树脂等基体材料结合后界面性能较差。为此,采用多巴胺在不同时间下对改进型芳纶Ⅲ纤维表面进行改性处理,并研究了对环氧树脂/多巴胺改性芳纶纤维界面性能的影响。对扫描电子显微镜对纤维改性前后表面形貌进行表征,发现纤维改性后表面粗糙度提高,利于与环氧树脂间界面结合。利用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱对纤维改性前后基团和表面元素含量进行表征,改性后纤维表面活性基团增加,极性增强。通过热重分析表明聚多巴胺成功吸附在纤维表面。测量纤维表面接触角,改性后的接触角更小,有利于环氧树脂润湿纤维。采用横向丝束复合材料的拉伸强度表征环氧树脂/芳纶纤维的界面性能。最终确定了多巴胺浓度为2 g/L,在多巴胺溶液中处理4 h为最佳条件,在该条件拉伸强度比为改性前提高了28.06%,拉伸弹性模量提高了14.68%。     

高强韧性聚乳酸/功能化石墨烯复合材料的制备与力学性能

通过溶液共混法制备了化学共价功能化改性石墨烯片(fGO)掺杂的聚乳酸(PLA)复合材料(PLA/fGO)。分别采用红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试表征了fGO的表面结构及性质,以及fGO的含量对PLA/fGO复合材料力学性能和断面形貌的影响。FTIR和AFM测试证实氧化石墨烯(GO)已成功获得功能化改性,其在溶剂中能均匀分散和剥离,厚度约为70nm左右。XRD和SEM分析表明,fGO在基体PLA中分散均匀。力学性能测试表明,PLA/fGO复合材料具有较高的强度和韧性,复合材料的屈服强度随着fGO含量的增大而增大,当加入质量分数为7%的fGO时,复合材料的屈服强度较纯PLA提高了62.9%;断裂伸长率则随着fGO的加入先下降后增大,这与GO表面的柔性链对基体韧性的贡献有关。     

纳米CaCO3包覆长石填充改性PP的性能及结构表征

通过纳米碳酸钙(nano-CaCO3)对长石表面进行了包覆改性,再采用偶联剂KH570进行表面处理,通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/nano-CaCO3包覆长石复合材料。通过扫描电子显微镜对nano-CaCO3包覆长石的形貌进行了表征,并使用万能材料试验机、扫描电镜、差示扫描量热仪、热重分析仪、X射线衍射仪对复合材料的力学性能、热稳定性能及微观结构进行了研究。结果表明,nano-CaCO3包覆长石含量在1%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,其热稳定性与PP基体相比有所提高。nano-CaCO3包覆长石的添加使复合材料由脆性断裂向韧性断裂转变;而且,它会诱导PP-β晶的生长,其在PP中具有异相成核效应,可以提高复合材料的结晶度。     

环氧树脂/改性SiC复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂KH-560和丙烯酰胺对SiC进行表面改性,将其添加到环氧树脂中制备环氧树脂/改性SiC复合材料.采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪以及接触角测试仪探究改性SiC的性能,并对复合材料的性能进行测试.结果表明:SiC表面带有憎水基团,与环氧树脂相容性提高;SiC用量为环氧树脂质量的20％时,拉伸强度和弯...