PLA/TPU复合体系微孔发泡性能的研究

制备了PLA/TPU复合材料,以CO_2为发泡剂,利用间歇式超临界发泡技术研究PLA/TPU复合材料的微孔发泡性能,采用差示扫描量热法(DSC)和XRD研究PLA/TPU复合材料的结晶性能、热性能;用扫描电镜(SEM)研究复合材料的相容性以及发泡后的泡孔形态。结果表明:TPU对刚性材料PLA有一定的增韧效果;采用超临界CO_2发泡技术,TPU含量的增加会降低泡孔尺寸,玻璃化转变温度几乎不变,结晶温度增加,结晶度增大。     

热塑性聚氨酯对尼龙6结晶行为的影响

使用X射线衍射法分析了热塑性聚氨酯（TPU）对PA6结晶行为的影响,研究了TPU软段类型。邵氏硬度对PA6的结晶行为的影响。结果表明：TPU含量越高,尼龙6的结晶度越小,但TPU邵氏硬度对结晶基本上没有影响。相同含量的TPU,随着软段分子量的提高,尼龙6的结晶度提高．即95S的TPU对尼龙6的结晶性影响最大。     

聚乳酸/聚氨酯复合多孔材料制备及吸油性能研究

以聚乳酸（PLA）为基体,添加不同含量聚氨酯（TPU）熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物,基于超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺,研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明,随着TPU含量从10 %（质量分数,下同）增加到50 %,共混物从典型的“海?岛”相形态转变为部分共连续相形态,PLA基体黏弹性提升,结晶能力下降;PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀,随着发泡温度的增加,泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小,在94 ℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍,最大开孔率75 %;TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力,94 ℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度,永久形变量最小;针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷,发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比,针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯扩链体系的结晶动力学

为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的可发性,制备性能优异的发泡材料。通常采用提高分子量的方法。研究采用多官能度环氧基化合物(MEC,multi-functional epoxy compound)为扩链剂,对PET进行改性。向PET分子链中引入支化结构以改善发泡性能。并讨论其结晶行为对发泡性能的影响。使用差示扫描量热仪研究了扩链PET体系的结晶、熔融行为和非等温结晶动力学。结果表明:随着MEC含量的增加,PET的结晶温度、熔融温度以及结晶度都下降。非等温结晶动力学研究结果表明:扩链后的PET,由于分子链中支化点增多,使PET结晶过程中的成核和增长方式发生改变,球晶数量提高,球晶半径降低,有利于控制泡孔生长并改善PET的可发性。     

海藻酸钙纤维非织造布的水凝胶化改性及机理

采用HCl水溶液和NaOH乙醇溶液,通过两步法对海藻酸钙纤维针刺非织造布进行水凝胶化改性,研究改性工艺对样品结构与性能的影响,并探究改性机理。结果表明,HCl水溶液的最佳浓度为0.05%～0.1%（质量）,NaOH乙醇溶液的最佳浓度为0.008%～0.016%（质量）,此时改性样品的遇水凝胶性能最佳,吸水量提高了1.45倍,但厚度、断裂强力等物理性能变化不大。HCl处理破坏了纤维的“egg-box”结构和结晶结构,降低了其结晶度和Ca²⁺含量,但在纤维分子间形成了酯键。NaOH处理使新形成的酯键水解,削弱纤维分子间的作用力,使得大量水分子扩散进入到纤维大分子之间,并通过氢键作用形成三维网络结构,从而转变成凝胶体。     

三官能环氧树脂在聚乳酸交联挤出发泡中的应用

将三官能团环氧树脂作为交联剂用于聚乳酸（PLA）的挤出化学发泡成型,研究了三官能环氧树脂含量对PLA熔融结晶性能、交联度、熔体强度的影响以及对PLA化学挤出发泡试样的泡孔形态的影响。结果表明,随着三官能环氧树脂含量的增加,冷结晶温度提高,且添加三官能环氧树脂后熔融峰由单峰变成双峰,结晶峰面积、熔融峰面积以及结晶度都是先增加后减少的趋势;PLA体系的交联度和熔体强度的显著提高随着三官能团环氧树脂的增加;PLA体系泡孔破裂减少,开孔率减少,泡孔尺寸先减小后增大;较佳挤出机头温度为170~175 ℃。     

超临界CO2对聚乳酸挤出发泡的影响

采用一种半结晶聚乳酸（PLA）,利用双螺杆串联熔体泵系统,以超临界CO2为发泡剂,进行挤出发泡实验。研究了CO2含量对PLA泡沫密度、泡孔密度和泡孔直径的影响。结果表明,发泡剂CO2含量在7 %～10 %（质量分数,下同）之间时,得到表观密度最低为40 kg/m3、泡孔直径为285 μm、泡孔密度为1.5×106 个/cm3的低密度PLA泡沫。随着CO2含量的增加,PLA泡沫的初始结晶峰减小,结晶度升高,说明超临界CO2对PLA的结晶具有促进作用。     

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料,并利用超临界CO₂固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34 %提高至13.89 %;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5 %（质量分数,下同）的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10⁷ 个/cm³,发泡倍率达到2.25倍,当RM为3 %时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10⁷个/cm³提高到12.46×10⁷个/cm³,发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。     

PA6/5-SSIPA复合材料的微观结构及性能研究

用双螺杆挤出机制备了尼龙6(PA6)/5-(钠代磺基)间苯二甲酸(5-SSIPA)复合材料。变温红外光谱(FTIR)研究结果显示,5-SSIPA能与酰胺基团形成分子间氢键,其强度、热稳定性均好于PA6中原有的分子间氢键。新的分子间氢键的形成使分子链间的作用力增大,有利于分子链排列整齐,提高了复合材料的结晶温度与结晶度。同时材料的拉伸性能和弯曲性能也有明显提高,且随着5-SSIPA用量的增加而提高。     

反气相色谱研究甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共混改性氰酸酯的结晶行为

利用甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物（BT）对氰酸酯（CE）进行共混改性,应用反气相色谱法测定了共混改性前后 CE 的结晶参数,包括结晶度、熔点、熔程,讨论了正构烷烃探针分子碳链长度以及共混比例对测定结果的影响。研究结果表明:改性后聚合物结晶度和熔点有了显著的降低,其中以70% BT 共混改性后的变化最大,结晶度降低了约16.94%,熔点降低了约20K。聚合物结晶度的测定随正构烷烃探针分子碳链长度的增加而降低。     

热塑性聚氨酯对膨胀型阻燃聚丙烯的增容作用

热塑性聚氨酯（TPU）含有氨基甲酸酯链段,该结构有利于受热成炭,提高阻燃性能,又可以通过超分子间力与膨胀型阻燃剂（IFR）作用,而TPU的软段与聚丙烯（PP）结构相似,因此可作为PP/IFR体系的增容剂.力学性能和阻燃性能测试表明,3%TPU的加入,使材料的拉伸和冲击性能分别提高了9.8%和16.6%,离火自熄时间由45s降低到25 s;在TPU添加量为4%时,材料的冲击性能提高显著,已经达到纯PP的水平.流变性能测试结果表明,在测试温度下,由于TPU软化点较低,而IFR中季戊四醇（PT）又处于熔化状态,加入TPU和IFR使粘度降低,但加入量增加到5%时,体系粘度增大,说明TPU对体系起到了增容作用.SEM微观形态分析表明,随TPU含量增大,IFR与PP界面作用力增强,断裂由发生在IFR与PP的界面,变为发生在底材内部,说明TPU对体系起到了增容的作用.事实证明TPU是PP/IFR共混体系有效的增容剂.     

硅酸钙对PBAT流变性能与发泡行为的影响

通过熔融共混法制备聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/硅酸钙复合材料,对复合材料的结晶行为、流变行为和发泡行为进行研究。结果表明,活性硅酸钙粉体的加入降低PBAT的分子链运动能力,导致绝对结晶度由15.17%降低至13.79%。此外,PBAT的熔体弹性和可发性随着硅酸钙加入而提高。发泡成型后,PBAT泡沫的泡孔密度和发泡倍率都随着硅酸钙含量增加出现上升趋势,加入质量分数4%的硅酸钙后,PBAT发泡材料的泡孔密度提高至5.93×10~7个/cm~3,发泡倍率达到15.26倍。硅酸钙对PBAT发泡材料的泡孔形态具有显著的调控作用。     

端羟基超支化聚酯改性淀粉氢键作用力及其性能研究

以超支化聚酯(HBP)、玉米淀粉为原料,通过哈普转矩流变仪熔融混炼制备了热塑性淀粉(TPS),研究了HBP用量对TPS氢键作用力、结晶性能、热性能、流变性能的影响。结果表明:HBP能与淀粉形成氢键,且氢键作用力随着HBP用量的增加先增强后减弱,当HBP用量为15%时,氢键作用力最强;HBP的添加未改变淀粉的结晶类型;随着HBP用量的增加,TPS的玻璃化转变温度、结晶度先降低后提高,晶粒尺寸先减小后增大,当HBP用量为15%时,TPS的玻璃化转变温度、结晶度最低,晶粒尺寸最小;TPS的平衡扭矩随着HBP用量的增加而降低。     

高熔体弹性PLA/咖啡渣复合材料的发泡行为研究

通过熔融共混法制备二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸（PLA）/咖啡渣复合材料,利用超临界CO2对复合材料进行发泡,并对复合材料的流变性能、热性能、力学性能及发泡行为进行了研究。结果表明,MDI与PLA发生扩链反应,PLA/咖啡渣复合材料的熔体弹性、热性能和力学性能均显著提高;MDI能促进诱导冷结晶和熔融双峰形成,使复合材料的冷结晶度提高至24.68 %;加入MDI后,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率明显提高;在诱导冷结晶的温度下发泡,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率分别达到9.26×106 个/cm3和9.33倍。     

热塑性聚氨酯弹性体水解稳定性的研究

研究了环氧树脂(E51)、聚碳化二亚胺(PCD)对聚酯型热塑性聚氨酯(TPU)耐水解性能的影响。结果表明,加入E51,降低了TPU的拉伸强度、断裂伸长率、熔体质量流动速率以及在25℃空气或80℃水中的吸水率,但提高了TPU在25℃空气或80℃水中的力学性能保持率;适量地加入PCD(1%～4%),可显著提高TPU的拉伸强度、断裂伸长率以及熔体质量流动速率,降低了TPU在25℃空气或80℃水中的吸水率,提高了TPU在25℃空气或80℃水中的力学性能保持率。FTIR测试结果表明,PCD和E51均与TPU分子之间存在一定氢键作用。TGA测试结果表明,PCD对TPU的热稳定性影响不大;而E51降低了TPU的热稳定性。     

环氧聚合型扩链剂对POM/TPU共混体系的相容作用

使用环氧聚合型扩链剂作为POM/TPU共混物的相容剂,研究其对POM/TPU共混物的流变性能、力学性能、结晶性能和耐热性的影响。结果表明,添加环氧聚合型扩链剂后,POM/TPU共混物的熔体流动速率先升高然后降低;冲击强度提高,断裂伸长率大幅提高;结晶度先升高后降低;热变形温度提高。     

热塑性聚氨酯对尼龙612熔融结晶行为的影响

用差示扫描量热法（DSC）研究了尼龙612（PA612）和聚酯型热塑性聚氨酯（TPU）共混物的熔融结晶行为。研究表明,尼龙612和TPU之间存在很强的相互作用,这种相互作用阻碍了彼此的结晶。随着TPU含量的增加,PA612的结晶度逐渐减小。PA612含量较大时,TPU本身无法结晶。两者之间的相互作用往熔融态时由于链段扩散容易显得更加明显。     

异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

分别以5种异氰酸酯为硬段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为软段,制备了不同异氰酸酯型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热(DSC)和电子拉伸等测试对其结构和性能进行表征,探究了异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体的软硬段相互作用、PBA结晶性和机械性能的影响。结果表明,HDI-TPU氨基氢键化程度最高,HMDI-TPU的硬段间氢键化程度、软段结晶度最高,IPDI-TPU的氢键化程度、软段结晶度最低。在制备的5种异氰酸酯型TPU中,HDI-TPU的拉伸强度为29.47 MPa,断裂伸长率874%,邵D硬度44,综合机械性能最佳。     

异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

分别以5种异氰酸酯为硬段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为软段,制备了不同异氰酸酯型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热(DSC)和电子拉伸等测试对其结构和性能进行表征,探究了异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体的软硬段相互作用、PBA结晶性和机械性能的影响。结果表明,HDI-TPU氨基氢键化程度最高,HMDI-TPU的硬段间氢键化程度、软段结晶度最高,IPDI-TPU的氢键化程度、软段结晶度最低。在制备的5种异氰酸酯型TPU中,HDI-TPU的拉伸强度为29.47 MPa,断裂伸长率874%,邵D硬度44,综合机械性能最佳。     

聚四氟乙烯原位纤维化对TPEE/PTFE复合材料发泡行为的影响

通过熔融共混法研究了不同加工工艺对聚四氟乙烯（PTFE）纤维化的影响,制备了热塑性聚酯弹性体（TPEE）/PTFE纳米纤维复合材料。在此基础上,研究了PTFE含量对TPEE的结晶行为、流变行为以及发泡行为的影响。结果表明,PTFE纤维可以促进TPEE结晶,改善TPEE的流变性能。纳米纤维的高比表面积为泡孔成核提供了大量成核位点,有效提高了泡孔密度,降低了泡孔尺寸;当PTFE含量为2份时,制备了平均泡孔直径为3.2 μm,平均泡孔密度为3.11×10¹⁰ 个/cm³的复合材料泡沫。