聚乙二醇二缩水甘油醚对PLA/PBAT共混材料相容性及性能的影响

以聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）为相容剂与聚乳酸（PLA）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）通过转矩流变仪进行熔融共混。通过傅里叶变换全反射红外光谱仪（ATR-FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）等探究了不同含量PEDGDE对PLA/PBAT共混体系断面微观形貌、热性能、力学强度等性能的影响。结果表明,与未加PEGDGE的PLA/PBAT的共混体系相比,加入3份PEGDGE时,材料的断裂伸长率可由14.6%增加至38.9%,是PLA/PBAT的2.7倍。加入PEGDGE后,PLA/PBAT共混体系冷结晶向低温移动,且加入5份PEGDGE时,结晶度有明显提升。     

碳酸钙对PBAT/PLA复合材料性能的影响

采用碳酸钙（CaCO₃）对聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）复合材料进行改性,并通过吹膜法成功制备出PBAT/PLA/CaCO₃共混薄膜,并采用热重、差示扫描量热、流变性能和力学性能等一系列测试研究了CaCO₃对PBAT/PLA复合材料的影响。结果表明,CaCO₃的加入大大增加了PBAT/PLA复合材料的热稳定性,降低了PBAT/PLA复合材料的结晶度,同时CaCO₃对PBAT/PLA复合材料起了显著的增强作用,CaCO₃使PBAT/PLA薄膜在力学性能上有了很好的提高,横向和纵向拉伸强度分别从21.06 MPa和24.35 MPa提高到了24.3 MPa和28.7 MPa,硬度达到了51。CaCO₃的加入使PBAT/PLA复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量都有一定程度的提高,进一步证明了CaCO₃提高了两相界面的结合强度。     

PLA/PBAT 共混体系相容性研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)共混物,研究了不同含量的钛酸四丁酯(TBT)、过氧化苯甲酰(BPO)和乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)对PLA/PBAT共混物(PLA/PBAT质量比为50/50)相容性的影响,同时,利用万能力学试验机、差示扫描量热仪及扫描电子显微镜对共混物的力学性能、热性能以及微观形态进行了表征。结果表明,相容剂BPO和TBT均能改善PLA/PBAT的相容性;当BPO、ATBC添加量分别为0.5份(质量份,下同)时,共混物的拉伸强度达到最大值,分别为39MPa和38MPa,使得材料刚性增加,但对材料韧性改善效果一般;当TBT添加量为0.5份时,共混物的断裂伸长率达到最大值263%,使得材料韧性提高。     

PBAT/4-三氟甲基苯甲酰氯酯化秸秆粉制备及性能

为提高秸秆粉与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的相容性及力学性能，以4-三氟甲基苯甲酰氯(PTF-BOC)为酯化剂，4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂，三乙胺为缚酸剂制备酯化秸秆粉。利用转矩流变仪熔融共混制备PBAT和不同PTF-BOC用量秸秆粉的复合材料，采用差示扫描量热仪、旋转流变仪、微机控制电子拉伸试验机和冲击试验机测试了复合材料的热性能、流变性能和力学性能。探究了PTF-BOC用量对秸秆粉中羟基取代度的影响，并对酯化前后秸秆粉进行了傅里叶变换红外结构表征及接触角测试。结果表明，PTF-BOC与秸秆粉成功发生酯化反应，酯化后秸秆粉接触角与PBAT的接触角相近，且较未改性秸秆粉接触角提高70.4%，疏水性提高。酯化秸秆粉与PBAT呈现较好的相容性，当PTF-BOC为秸秆粉质量的55%时，PBAT/酯化秸秆粉复合材料的力学性能最佳，其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度较PBAT/未改性秸秆粉复合材料分别提高28.8%,319%和41.8%。     

偶联剂对PLA/PBAT/WF复合材料3D打印性能的影响

以聚乳酸（PLA）和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为基体，杨木粉（WF）为填充增强材料，使用混炼机熔融共混制备PLA/PBAT/WF复合材料，采用熔融沉积成型（FDM）技术制备标准实验试样，通过扫描电子显微镜、红外光谱分析、旋转流变测试以及力学试验等方法，研究不同含量的硅烷偶联剂KH550对PLA/PBAT共混物以及PLA/PBAT/WF的相容性、流变性及力学性能的影响。结果表明，在偶联剂用量为3 %（质量分数，下同）时，拉伸强度提高了136 %；偶联剂KH550与 PLA和PBAT共价键偶联生成接枝聚合物，二者相容性得到提高；同时偶联剂与WF表面羟基发生缩聚反应有效的改善了其与PLA/PBAT的基体相容性，PLA/PBAT/WF复合材料的FDM的制件力学性能得到较大提升；复合材料的黏度随偶联剂含量的增加呈下降的趋势，含量为3 %时线材的综合打印性能及制品质量最佳。     

PLA/PBAT/OMMT纳米复合材料的制备及其结构与性能研究

通过转矩流变仪将聚乳酸（PLA）、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、有机蒙脱土（OMMT）和扩链剂（ADR）熔融共混制备了PLA/PBAT/OMMT三元纳米复合材料。通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、旋转流变仪和傅里叶红外光谱仪对复合材料的结晶性能、熔融行为、相态结构、流变性能等进行了分析。结果表明,PBAT和OMMT的加入提高了PLA的结晶速率和晶核密度; ADR的加入提高了PLA与PBAT的相容性;随着ADR的加入,PLA/PBAT/OMMT复合材料的储能模量提高,体系的熔体弹性增加。     

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。     

PLA/PBAT/OMMT生物基材料的制备及快速成型

对生物可降解材料聚乳酸(PLA)与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)及有机蒙脱土(OMMT)材料进行共混,采用挤出成型制备PLA/PBAT/OMMT线材,再采用快速成型制备标准试样,通过对样件的力学性能、结晶行为、断面形貌和表观质量的测试和分析得出:纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率分别为7.42MPa和1.8%,表现出硬而脆的特点;PLA/PBAT共混后,随着PBAT含量的增加,共混材料的断裂伸长率以及冲击强度不断提高,当PBAT含量为60%时,共混物的断裂伸长率达到405%,材料的冲击强度为31.11kJ/m2,约为纯PLA的11倍;而共混材料的拉伸强度表现出先增后减的趋势,当PBAT含量约为30%时,拉伸强度最佳,为37.08MPa;加入2%含量的OMMT后,共混材料的综合力学性能较之前又有不同程度的提高,其中拉伸强度以及冲击强度提升的较为明显;通过差示扫描量热和扫描电镜分析,PLA/PBAT共混体系为不相容体系,两相界面存在大量的孔洞,且结晶性能差,为半结晶聚合物,OMMT的加入使PLA/PBAT的两相界面变得模糊,极大地改善他们的相容性,而且还提高了共混物的结晶度;通过观察打印制件的表观质量,当PBAT的含量在30%左右,综合快速成型性能最佳。     

PBAT/PLA/TPS生物降解薄膜的制备及性能研究

聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT),聚乳酸(PLA)和热塑性淀粉(TPS)通过熔融共混并挤出吹膜。固定PBAT的质量分数为50%,改变PLA和TPS的比例。对PBAT/PLA/TPS薄膜的力学性能、热性能、结晶行为、撕裂断面形态、阻水性和氧气渗透性进行了研究。结果表明,PBAT/PLA/TPS薄膜中PLA的冷结晶温度降低了约40℃,PLA的冷结晶能力增强。随着TPS含量的增加,PBAT/PLA/TPS薄膜的拉伸强度降低、断裂伸长率增加。通过扫描电子显微镜观察,PBAT/PLA/TPS薄膜表现为明显的韧性断裂。水接触角和氧气渗透性测试表明薄膜具有良好的应用性能。     

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 %。     

不同粒径氧化锌以及改性纳米氧化锌对多功能PBAT复合膜的影响

采用溶剂铸膜法制备了聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）/对苯二甲酸二辛酯（DOTP）/氧化锌（ZnO）复合膜材料,并通过硬脂酸改性纳米ZnO,探讨了不同粒径ZnO以及改性纳米ZnO对复合薄膜力学性能、热性能、疏水性能、耐抽出性能以及抗菌性能的影响。结果表明,通过硬脂酸代替纳米ZnO表面的羟基极性基团,复合膜的耐抽出性能提高。硬脂酸的长链烷基与高分子链的链纠缠改善了改性纳米ZnO与PBAT的相容性。随着ZnO粒径的减小以及改性纳米ZnO含量的增大,复合薄膜的热性能有所下降,但耐抽出性能提高。拉伸强度提高,最高达到13.8 MPa。复合膜的疏水性能得到改善,接触角最高达到110°,复合膜材料的抑菌区域增大,抗菌性能有所增强。     

工艺条件对PBAT/PLA原位成纤共混体系结构与性能的影响

将质量比为80/20的PBAT/PLA共混物在单螺杆挤出流延成型机中通过调控工艺条件（口模温度、拉伸速度）直接熔融共混制备PBAT/PLA原位成纤共混薄膜。结果表明,在较低口模温度时,随着拉伸速度的提高,PLA微纤细化程度加大,结晶度先提高后降低,纵向拉伸强度先增加后减小,力学性能各向异性明显。在口模温度为150℃、拉伸速度为5.0 m/min时,共混体系中PLA成纤效果最明显;PBAT和PLA的结晶度最高分别为4.8%和23.7%;纵向拉伸强度达到29.8 MPa,比纯PBAT提高了41%。     

聚乳酸⁃羟基乙酸共聚物涂层对聚乳酸3D打印支架的性能影响

通过熔融沉积（FDM）三维（3D）打印技术制备了61.7 %孔隙率和良好连通性的3D多孔聚乳酸（PLA）支架,使用浸涂法对PLA支架表面涂覆浓度分别为2 %、4 %、6 %、8 %的聚乳酸⁃羟基乙酸共聚物（PLGA）涂层,获得了不同浓度涂层的PLA/PLGA复合支架。通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、万能试验机和细胞计数试剂盒⁃8方法等测试手段,探究了不同浓度PLGA涂层对PLA支架的断面微观形貌、支架表面亲水性、力学强度以及细胞在支架上增殖活性等性能的影响规律。结果表明,与未经包裹的PLA支架相比,包裹PLGA的PLA支架表面接触角显著减小,PLGA的质量分数为6 %时接触角最小为（64.7±1.1） °;接种后经24 h培养PLA/PLGA支架表面细胞活性较纯PLA支架显著增强。     

利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究

以废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）矿泉水瓶为原料,采用酯交换法获得聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）预聚体,再与聚己二酸丁二醇酯（PBA）共聚获得聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯（PBAT）产物,通过核磁共振光谱仪、红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热分析仪和万能试验机等对PBAT产物的结构和性能进行了分析表征。结果表明,PBAT产物的热稳定性良好,300 ℃以内不会热分解;PBAT产物的水接触角是78.54°,是一种亲水材料;PBAT产物的断裂伸长率达到900 %以上,具备进一步应用推广的可能性。     

聚乳酸/塑化聚乙烯醇合金开孔发泡行为研究

以聚乳酸(PLA)为基体,加入不同含量的塑化聚乙烯醇(CPVA),通过熔融共混法制备PLA/CPVA合金样品。以超临界CO₂为物理发泡剂,采用釜压发泡和粒子沥滤法成功制备出PLA/CPVA合金开孔泡沫。结果表明,随着CPVA含量的增加,PLA的结晶温度下降,结晶度先上升后下降,熔体黏弹性改善;随着CPVA含量的上升,PLA/CPVA合金开孔泡沫的发泡倍率先减小后逐渐增大,开孔率逐步提高;当CPVA含量为50%(质量分数,下同)时,PLA/CPVA合金开孔泡沫的发泡倍率为23.1倍,开孔率达到了91.6%。     

磷化瓜尔胶与APP协同阻燃PLA的性能研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐（THPA）对瓜尔胶（GG）进行改性得到磷化瓜尔胶（DTGG）,并通过核磁共振和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征。以DTGG为碳源,聚磷酸铵（APP）为酸源和气源对聚乳酸（PLA）进行阻燃改性。通过垂直燃烧（UL 94）、极限氧指数（LOI）和锥形量热仪（CONE）对PLA共混物的阻燃性能进行测试。采用热失重分析（TG）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）对其热性能和形貌进行表征。结果表明,当DTGG/APP的质量比为9/11时,LOI值为33.4%,达到UL 94 V-0等级。同时,样品的总热释放（THR）值最低,与纯PLA相比降低了33.8%。从FESEM观察到阻燃剂在PLA基质中分布均匀。DTGG和APP的协同作用有效地增强了PLA共混物的阻燃性能。最后讨论了DTGG和APP对PLA共混物的协同阻燃作用机制。     

改性木聚糖对PBAT/PLA复合材料包装性能的影响

通过硅烷偶联剂KH560对木聚糖（xylan）进行改性，采用熔融共混制备聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）/xylan复合薄膜，探讨了不同含量的xylan和改性木聚糖（s-xylan）对薄膜的力学性能和透氧、透湿、透光等性能的影响。结果表明，复合薄膜的拉伸强度和氧气透过率在当s-xylan含量为1 %（质量分数，下同）时达到最佳效果，其中拉伸强度较纯PBAT/PLA薄膜提高了11.7 %，氧气透过率比纯PBAT/PLA薄膜的氧气透过系数降低了32.7 %；s?xylan复合薄膜的阻湿能力明显优于未改性xylan复合薄膜，同时复合薄膜雾度随着xylan含量的增加而增大。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4 %（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2 %时,PLA/4 %SNC/2 %PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20 %,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS⁃Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15 %ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15 %ACH,PLA/15 %ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5 %,且UL 94达到V⁃0级;相较于纯PLA,PLA/15 %ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5 %和22.0 %,残炭量提高了12.5 %;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。