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。     

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。     

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/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。     

热塑性淀粉/生物降解共聚酯共混物流变性能的研究

研究了热塑性淀粉(TPS)以及TPS/生物降解共聚酯共混物的流变行为,讨论了增翅剂用量、共聚酯用量和熔体温度对流变行为的影响.研究表明,TPS和TPS/生物降解共聚酯共混物熔体呈明显的非牛顿特征;增塑剂的使用可以大幅度改善淀粉的塑化行为,通过调节增塑剂用量,可以在一定范围内控制TPS的流变行为.对于共聚酯和TPS的共混体系而言,在共聚酯用量较低时,流动过程中TPS分子链受到较强剪切力作用而发生断链,共混物熔体表观黏度降低.在共聚酯用量较高时,共混物熔体黏度则表现出对温度有较大的敏感性.TPS的黏流活化能较小,TPS/生物降解共聚酯共混物的黏流活化能随共聚酯用量的增加迅速增大,且随剪切速率的增加迅速降低.     

淀粉/PVA共混物在缓释肥料中的应用

以淀粉与聚乙烯醇(PVA)的共混材料为基材,用复合肥料(尿素)来制备缓释肥料,通过控制淀粉及PVA在环境中的降解速率以达到控制肥料进入环境和被植物吸收的速率,从而达到既不污染环境,又能够提高肥料利用率的目的。以共混工艺为基础,以甘油和水作为增塑剂,分别研究了增塑剂的种类和加入量、淀粉与PVA的配比对缓释肥料力学性能、流变性能及养分释放性能的影响。利用扫描电镜对其结构进行了表征。结果表明,甘油/水质量比为1/1时加工性能良好,缓释性能随着PVA用量增加累计释放率降低。     

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。     

尿素/甲酰胺增塑PVA的性能研究

采用流延成膜法制备了以尿素/甲酰胺为复配增塑剂改性的聚乙烯醇(PVA)改性薄膜。采用FTIR研究了复配增塑剂尿素/甲酰胺和PVA之间的相互作用,采用XRD、DSC、TGA和拉伸性能测定对改性后的PVA膜性能进行了测试表征。结果表明,尿素/甲酰胺能与PVA形成氢键作用,破坏PVA的结晶结构,降低PVA膜的结晶度。尿素/甲酰胺的加入降低了PVA的熔点,提高了PVA的热分解温度。改性后的PVA膜的拉伸强度降低,断裂伸长率提高。     

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。     

聚乙烯醇/明胶共混物的制备及性能

通过添加明胶(GEL)来提高聚乙烯醇(PVA)的热稳定性及改善其加工性能。采用热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、万能试验机、紫外可见分光光度计分别对PVA/GEL共混物的热失重率、熔点、结晶性、力学性能以及透光性进行表征。结果表明:添加少量的明胶可以显著提高PVA的热分解温度,抑制了PVA的第一步降解,降低PVA的熔融温度。当添加15%的明胶时,PVA的热分解温度由237℃提高至323℃,增加了86℃,使PVA具有较高的热稳定性,而PVA的加工窗口则拓宽了104℃。随着明胶含量的增加,PVA/GEL共混材料的拉伸强度和断裂伸长率都有所降低,但共混材料仍保持较好的力学性能和透光性。     

聚乙烯醇的共混改性

将两种牌号聚乙烯醇(PVA)(PVA1799和PVA0599)混合,然后分别加入甘油/三甘醇、甘油/乙酰胺复合增塑剂对其进行改性。加入复合增塑剂使PVA1799/PVA0599的熔点、结晶度和热分解温度降低;与PVA1799/PVA0599体系相比,改性PVA1799/PVA0599的拉伸强度下降、拉伸断裂应变明显提高;随着PVA0599含量增加,改性PVA1799/PVA0599的熔体流动速率增大;m(PVA1799)/m(PVA0599)为3∶2时,随复合增塑剂用量增加,改性PVA1799/PVA0599的流动性变好;甘油/乙酰胺增塑效果优于甘油/三甘醇;改性PVA1799/PVA0599体系在复合增塑剂为30 phr时可望实现熔融加工。     

尿素/甲酰胺复配增塑聚乙烯醇薄膜的制备及性能研究

以尿素/甲酰胺为复配增塑剂,采用熔融共混法制备聚乙烯醇（PVA）薄膜。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪以及力学测试对PVA薄膜的结构与性能进行表征。结果表明,尿素/甲酰胺复配增塑剂通过破坏PVA分子内与分子间的氢键而影响了PVA分子链的有序结构,在改善PVA加工性能的同时降低了PVA的结晶度,并有效提高了薄膜的韧性。     

热塑性淀粉塑料的力学性能研究

以淀粉和增塑剂为原料制备了热塑性淀粉 (TPS)塑料及TPS/EVA共混材料 ,研究了材料的力学性能。结果表明 :TPS塑料的拉伸强度和弹性模量随着增塑剂用量的增加而降低 ,断裂伸长率和冲击强度则随之升高 ;用量相同时 ,3种增塑剂对TPS塑料的冲击强度和断裂伸长率的改善程度依次为 :乙二醇 >丙三醇 >丙二醇 ,而对拉伸强度和弹性模量的影响正好相反 ;相同条件下 ,3种热塑性淀粉塑料的韧性为 :玉米TPS >木薯TPS >小麦TPS。加入经马来酸酐改性后的乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 (EVA)后 ,TPS的韧性显著提高 ,其中 ,以玉米TPS/改性EVA共混物的断裂伸长率最高     

复合增塑体系对聚乙烯醇加工性能的影响

为实现聚乙烯醇(PVA)的熔融加工成型,将不同聚合度的2种PVA共混,并分别加入甘油/增塑剂1或甘油/增塑剂2复合增塑剂。X射线衍射仪、差示扫描量热仪及热失重分析仪等测试结果表明,复合增塑体系的加入使PVA的结晶度降低,熔点从225℃降低到206℃,热分解温度基本不变,PVA热塑性加工有望得到实现。     

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。     

交联魔芋-聚乙烯醇共混体系的性能研究

魔芋精粉糊化后与聚乙烯醇共混,同时加入增塑剂甘油、交联剂甲醛.考察了共混体系中魔芋精粉与聚乙烯醇质量比、甘油用量、甲醛用量、共混温度、共混时间对共混物黏度等性能的影响.考察了共混物在不同剪切速率、不同测试温度下的黏度变化.用傅立叶红外光谱、热重分析法、差示扫描量热法表征了共混物的结构和热性能.结果表明共混物流体呈假塑性,属于非牛顿流体,在所测的温度范围内,体系黏度与温度的关系较好地符合Arrhenius方程,共混物流变性能较好,易于用流延法铺膜;KGM与PVA分子间发生了多种交联作用,形成了相容性较好的共混体系.     

添加剂对PVC/ABS共混物热稳定性及力学性能的影响

通过熔融共混的方法制备了热稳定剂不同含量和增塑剂不同含量的聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PVC/ABS)共混物,采用热失重法和刚果红试纸法对共混物的热稳定性进行了研究,并对其力学性能进行了测试.结果表明:随着热稳定剂用量的增加,PVC/ABS共混物的热稳定性提高,但力学性能却下降,热稳定剂的用量不应超过5份;热稳定剂的加人影响ABS的热稳定性,但具体的作用机理还不清楚;随着增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)用量的增加,PVC/ABS共混物的热稳定性提高,但力学性能下降,DOP的用量不应超过15份;熔体流动速率测定和透射电镜分析表明,DOP能够改善PVC/ABS共混物的加工流动性,提高热稳定剂的分散性,从而提高共混物的热稳定性。     

PVA/淀粉薄膜挤出吹塑工艺及性能研究

采用挤出造粒和吹塑工艺连续制备了聚乙烯醇/淀粉薄膜.探讨了淀粉含量、增塑剂含量、增塑剂中水含量和混料条件对PVA/淀粉薄膜加工温度、熔体流动性和薄膜力学性能的影响.结果表明,随着淀粉含量的增加,增塑剂含量的增加,物料的加工温度降低;随着增塑剂中水含量的增加,挤出造粒温度升高,吹膜温度不变;PVA/淀粉共混物优选的造粒温度是165～180℃.吹膜温度是205～220℃;淀粉含量为35%～50%,增塑荆含量60份以上,增塑剂中的水含量为1/6～1/3时,共混物有较好的加工流动性;分批逐滴加入增塑剂并在80～110℃下混料,可以使PVA/淀粉充分溶胀.利于热塑性加工;淀粉含量为40%、增塑剂含量为60份、增塑剂中的水含量为33%时,薄膜力学性能最佳.     

热塑性淀粉/黄麻复合材料的研究

以玉米淀粉为原料,以甘油和尿素为增塑剂制备了热塑性淀粉(TPS),并与黄麻(F)进行共混制备了复合材料(TPS/F).对共混条件以及黄麻用量对材料力学性能和耐水性的影响进行了研究.结果表明:在转矩流变仪中转速越高越有利于淀粉的塑化.以尿素为增塑剂制备的热塑性淀粉(UTPS)的拉伸强度(13 MPa)高于以甘油为增塑剂的热塑性淀粉(GTPS)的拉伸强度(7 MPa),而在加入黄麻后,当黄麻质量分数为20%时,GTPS/F的拉伸强度高达26.8 MPa,高于UTPS/F.黄麻的加入也提高了UTPS的耐水性,但GTPS的耐水性仍较差.     

热塑性淀粉塑料吸水性研究

采用增塑剂和热剪切方法制备热塑性淀粉塑料(TPS),在一定相对湿度环境下,测定不同配方TPS试样的含水量,研究了增塑剂种类(甘油和甲酰胺)与用量、直链淀粉用量和聚乳酸用量对TPS吸水性的影响。并对含水量随时间的变化曲线与Peleg模型曲线拟合分析,证明了Peleg模型在描述热塑性淀粉吸水过程的有效性和可靠性。