竹纤维/聚乳酸可生物降解复合材料自然降解性能

通过注射成型工艺制备竹纤维/聚乳酸（BF/PLA）可生物降解复合材料。利用X射线衍射（XRD）、凝胶渗透色谱（GPC）、三维视频显微镜及扫描电镜（SEM）等分析手段研究了BF/PLA复合材料自然降解性能。研究结果表明：BF/PLA复合材料自然降解过程中BF首先降解,PLA逐步分层缓慢降解,复合材料质量逐渐减少;PLA分子链上酯基与水反应,分子链不断断裂,结晶度减小,平均分子量降低,分子量分布变窄;复合材料颜色变深,表面变得粗糙不平,部分裸露的BF清晰可见,其拉伸强度和冲击强度逐渐下降。12个月后,BF/PLA复合材料质量损失率达到8.87%,PLA重均分子量降低了25.9%,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别降低了44.0%和43.8%。BF/PLA可生物降解复合材料在土壤中的自然降解效率较低。     

聚乳酸自然降解性能

通过注射成型工艺制备聚乳酸(PLA)标准试件,研究了聚乳酸标准试件自然降解性能。结果表明,PLA试件埋于土壤中后逐步分层缓慢降解,复合材料质量逐渐减少;PLA分子链上酯基与水反应,分子链不断断裂,结晶度减小,平均分子量降低,分子量分布变窄,其拉伸强度和冲击强度逐渐下降。12个月后,PLA试件质量损失率仅达到0.23%,PLA重均分子量降低了15.3%,PLA试件的冲击强度和拉伸强度分别降低了17.4%和17.2%。总体而言,PLA在土壤中的自然降解效率较低。     

纤维素纳米晶/聚乳酸复合材料的制备与性能

用酸解法制备了纤维素纳米晶(CNC),然后用醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯通过自由基聚合的方法对CNC进行包覆改性,制得改性纤维素纳米晶(m-CNC),再将m-CNC和聚乳酸(PLA)通过溶液浇注法制备复合材料。利用透射电子显微镜、红外光谱、扫描电子显微镜、广角X射线衍射、力学和降解性能测试研究了m-CNC/PLA复合材料的结构与性能。结果表明,酸解法制备的棒状CNC直径约为5 nm~26 nm,长度约为40 nm~380 nm。随着m-CNC含量的增加,m-CNC/PLA复合材料的拉伸强度呈上升趋势,当m-CNC的含量为8%时,m-CNC/PLA复合材料的拉伸强度与纯PLA的相比增加了43.3%。在PLA中加入适量的CNC或m-CNC,PLA的结晶度提高而晶粒尺寸减小。m-CNC的加入减缓了m-CNC/PLA复合材料在模拟体液中的降解速率,但加速了其在土壤中的降解。     

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯，再与聚乳酸(PLA)共混，基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度，进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时，复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳，冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

生物降解聚酯弹性体粒子改性聚乳酸复合材料的制备及性能

以不同粒径的羧基封端生物降解聚酯弹性体粒子(CBEP)改性聚乳酸(PLA)制备了CBEP/PLA复合材料,对复合材料的力学、结晶与降解等性能进行了测试,并研究了CBEP对PLA性能的影响及作用机理。结果表明,CBEP可显著提高PLA的韧性,复合材料样条在拉伸时出现了颈缩现象,尤其是添加了7.5% (与PLA的质量比)粒径在200 nm的CBEP-a的复合材料的断裂伸长率由纯PLA的4.6%提高至155%,而复合材料的缺口冲击强度最高达到了纯PLA的2倍。同时CBEP可提高PLA的结晶性能,其中添加7.5%粒径在200 nm的CBEP-a的复合材料的等温结晶半结晶时间较纯PLA缩短了21.4%。而降解实验结果表明,添加了10%粒径在200 nm的CBEP-a的复合材料在脂肪酶环境下与土壤掩埋环境下的降解质量损失率分别由纯PLA的0.34%与0.25%,提高至2.52%与1.20%。CBEP/PLA复合材料在生物医药与环保材料等领域具有广阔的发展与应用前景。      

可生物降解聚乳酸/纳米纤维素复合材料的亲水性和降解性

采用溶液浇铸法制备可生物降解聚乳酸(PLA)/纳米纤维素复合材料。测试了该复合材料的吸水性,在37℃的磷酸缓冲溶液中及在土壤中的降解性。并用扫描电子显微镜(SEM)观察了降解前后复合材料的表面形貌。结果表明,随着复合材料中纳米纤维素质量分数的增加,复合材料的吸水性和降解性均随之提高,明显优于纯的聚乳酸。从SEM的图片中看出,降解后,在磷酸缓冲溶液中的复合材料表面有孔洞,而在土壤中的则有明显被侵蚀的痕迹。     

苎麻纤维/聚乳酸复合材料在不同pH环境下的水解行为

以生物基树脂聚乳酸为基体,以植物纤维苎麻为补强剂,利用熔融共混法制备了苎麻纤维/聚乳酸(RF/PLA)复合材料,考查了RF/PLA复合材料在不同pH环境下的水解行为,并以力学性能测试、SEM、DSC和维卡软化温度检测为手段对其降解行为进行了评估。结果表明:RF/PLA复合材料在碱性(pH=12.0)环境中的降解比在酸性(pH=2.0)和中性(pH=7.0)环境中的更快,界面侵蚀空化是其性能劣化的主要原因。RF的加入提高了PLA的结晶度和维卡软化温度,同时也加快了PLA的降解速度,降解导致材料的力学强度下降。随着降解过程的加剧,RF/PLA复合材料的结晶度和维卡软化温度因材料内部产生缺陷而有所降低;而纯PLA树脂的结晶度却随碱液处理时间的延长而增加,但其维卡软化温度没有发生明显的变化。     

聚乳酸/聚(羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯)共混物的水降解性能EI北大核心CSCD

为了研究聚(羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯)(PHBV)的加入对聚乳酸(PLA)降解性能的影响,采用溶液浇铸法制备了不同质量比的PLA/PHBV共混物,对其在不同pH值的PBS缓冲液中降解前后的质量损失率、吸水率、形貌、结晶和热性能变化进行了研究。结果表明,PLA/PHBV共混物的质量损失率和吸水率在碱性缓冲液中增加最快,酸性溶液中次之,中性溶液中最慢;PHBV的加入在碱性缓冲液中促进PLA的降解,在酸性和中性缓冲液中则起阻碍作用;随降解时间的延长,光滑表面变为凹凸不平并出现许多孔洞,共混物的结晶度先提高后降低,其晶型结构未发生改变;降解使共混物的熔融峰向低温偏移。     

增容纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备与性能

采用接枝共聚法制备了马来酸酐和丙烯酸丁酯双单体接枝聚乳酸（PLA）共聚物（mPLA）,然后以mPLA为增容剂,通过溶液浇铸法制备纳米纤维素（NCC）/PLA复合材料。采用SEM、DSC、TG、广角X射线衍射（WXRD）、力学和降解性能测试研究了mPLA对NCC/PLA复合材料的结构和性能的影响。结果表明:mPLA在PLA与NCC之间起到了良好的界面增容作用,促进了NCC在PLA基体中的分散。更精细分散的NCC促进了PLA的结晶成核,复合材料的结晶温度降低,结晶度提高;NCC/mPLA/PLA复合材料的力学性能随着mPLA含量增加呈先上升后下降的趋势,当mPLA含量为8%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量与未添加mPLA的复合材料相比,分别提高了30.2%和41.4%;亲水性的NCC加速了NCC/PLA复合材料的降解,加入mPLA后,复合材料的降解速率有所减慢,但仍然快于纯PLA的降解。      

碳纤维/聚乳酸复合材料的结晶性能和流变特性

以碳纤维（CF）作填料,制备了CF/聚乳酸（CF/PLA）复合材料,CF的质量比（CF∶PLA）为1%、3%、5%、10%和15%。研究了PLA及CF/PLA复合材料的结晶性能和流变特性。结果表明,质量比≤3%时,CF在基体中起到了异相成核的作用,提高了PLA的结晶性能,XRD衍射峰强度增强,CF/PLA复合材料结晶温度和结晶度分别提高到112.5℃和30.7%,流变特性与纯PLA相似。CF的质量比增加到5%时,达到"渗流阈值",黏度激增,限制了分子链段的自由运动,导致CF/PLA复合材料结晶性能下降。CF质量比为15%时,CF/PLA复合材料结晶温度降低至93.1℃,结晶度只有2.5%。     

聚乳酸/柠檬酸基聚酯共混物的降解性能

采用熔融共混制备了聚乳酸/柠檬酸基聚酯(PLA/PEGCA)共混物(质量比85/15),通过对共混物在缓冲溶液中的失重率、吸水率、PLA相对分子质量、表面形貌和力学性能的测定,研究了其降解行为,并同纯PLA做了对比。结果表明,由于PEGCA的亲水性强,缓冲溶液容易渗透到材料内部,所以PLA/PEGCA共混物相对于纯PLA有更好的降解能力。12周时,PLA/PEGCA共混物的失重率与吸水率分别为0.8%和13.0%,明显大于纯PLA。共混物中PLA的组分相对分子质量下降程度大于纯PLA。随着降解时间的延长,共混物表面出现明显裂纹,力学性能降低,12周后冲击强度和拉伸强度分别为7.8 MPa和11.3 MPa,而纯PLA变化不大。     

聚乳酸/聚(羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯)共混物的水降解性能

为了研究聚(羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯)(PHBV)的加入对聚乳酸(PLA)降解性能的影响,采用溶液浇铸法制备了不同质量比的PLA/PHBV共混物,对其在不同pH值的PBS缓冲液中降解前后的质量损失率、吸水率、形貌、结晶和热性能变化进行了研究。结果表明,PLA/PHBV共混物的质量损失率和吸水率在碱性缓冲液中增加最快,酸性溶液中次之,中性溶液中最慢;PHBV的加入在碱性缓冲液中促进PLA的降解,在酸性和中性缓冲液中则起阻碍作用;随降解时间的延长,光滑表面变为凹凸不平并出现许多孔洞,共混物的结晶度先提高后降低,其晶型结构未发生改变;降解使共混物的熔融峰向低温偏移。     

改性剂对纳米片状羟基磷灰石/聚乳酸复合材料性能的影响

分别采用硅烷偶联剂(SC)和硬脂酸(SA)对纳米层片状羟基磷灰石(LHAp)进行表面改性,并通过挤塑工艺制备未改性和两种改性纳米片状羟基磷灰石(np-HAp)增强聚乳酸(PLA) (np-HAp/PLA、SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA)复合材料。比较了三种复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性、结晶性及润湿性。利用XRD、FTIR、XPS、SEM、TGA、DSC、力学性能测试和接触角测试对复合材料的理化性能进行表征。研究发现,np-HAp、SA-np-HAp与PLA界面处存在相分离,而SC-np-HA与PLA两相界面结合紧密;与np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA复合材料的压缩屈服强度和拉伸强度分别提高了9.4%和6.6%,而SA-np-HAp/PLA复合材料的压缩屈服强度和拉伸强度则出现减小;此外,与np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA复合材料的初始分解温度分别提高了7.4%和5.6%,SC-np-HAp/PLA复合材料的结晶度提高了6.7%,SA-np-HAp/PLA复合材料的结晶度则减小了3.5%。水接触角测试结果表明,与np-HAp/PLA复合材料和SA-np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA复合材料具有更为优异的亲水性。上述结果表明,经SC改性后的np-HAp具有与PLA基体更好的界面结合能力,为制备性能优异的骨植入复合材料提供借鉴。      

蔗渣纤维表面处理方法对蔗渣纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响

采用了硅烷偶联剂结合碱溶液处理的方法对蔗渣纤维(BF)进行了表面改性, 研究了不同表面处理方法对蔗渣纤维/聚乳酸(PLA)复合材料力学性能的影响, 用SEM对BF处理前后的形貌及复合材料的冲击断面进行了观察。结果表明: 经表面改性的BF都不同程度地改善了BF与PLA基体之间的界面相容性, 其中碱处理后再经偶联剂处理的方法效果最佳, 在40%(质量分数)蔗渣纤维的高填充量下, 复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为纯PLA的85.42%和59.74%, 较好地保持了基体PLA的力学强度; 碱处理使BF表面变粗糙、 长径比增大、 比表面积增加, 与PLA的界面粘结加强, 从而有效地提高了BF/PLA复合材料的力学性能。     

纳米纤维素/聚乳酸复合材料的降解性能

目的研究纳米纤维素/聚乳酸(NCC/PLA)复合薄膜在不同降解条件下的降解情况。方法在p H值为3,7,11的溶液及紫外光照射条件下,降解自制的复合薄膜,通过测失重率、扫描电子显微镜观察、X射线光电子能谱分析等手段,分析p H值、光照和NCC的添加与复合材料降解能力间的关系,研究其降解机理,并与纯PLA薄膜对比。结果 NCC/PLA复合薄膜在碱性条件下质量损失最快,酸性稍慢,中性更慢,紫外光照射下最慢,复合薄膜质量损失均比纯PLA薄膜多。在p H值为3和7的溶液及紫外光照射降解后,NCC/PLA复合薄膜氧碳原子数量的比值均比未降解时增大,分别提高了35.16%,36.66%,38.65%。结论 NCC的添加提高了NCC/PLA复合薄膜的降解性能,在不同降解过程中,薄膜表面C原子所占比例减少,相对地O原子所占比例增加,氧碳原子数量的比值增大。     

竹纤维增强聚乳酸复合材料热老化性能

采用氢氧化钠和异氰酸酯处理的界面调控方法对竹纤维(BF)增强聚乳酸(PLA)复合材料界面进行调控,通过注射成型工艺制备BF/PLA复合材料。利用FTIR、XRD、凝胶渗透色谱及SEM等分析手段研究了BF/PLA复合材料热老化性能。研究发现: 热老化过程中PLA分子链中的C O不断水解,分子链的C—O断裂生成聚合度更低的小分子量的PLA,PLA结晶度减小,PLA与BF的接合界面被破坏,拉伸强度和冲击强度随老化时间的增加逐渐降低。BF/PLA复合材料在80℃热老化16天后拉伸强度和冲击强度分别降低了75%和77.6%,在100℃热老化32 h后拉伸强度和冲击强度分别降低了80.3%和83.4%。温度对BF/PLA复合材料老化影响显著,温度越高,老化速度越快。     

亚磷酸三苯酯调控聚乳酸/氯化铁共混体系的降解行为和性能

用熔融共混法制备了氯化铁(FeCl₃)催化聚乳酸(PLA)快速降解材料。PLA材料降解的速率提高了10倍,但是PLA/FeCl₃在加工过程中分子量大幅度减小,使力学性能和可加工性能降低。为了减小PLA/FeCl₃在熔融加工中的过度降解,将有优良扩链和增塑效果的亚磷酸三苯酯(TPPi)引入PLA/FeCl₃体系中,用熔融共混制备TPPi改性PLA/FeCl₃材料,使其具有一定的综合力学性能。通过碱溶液降解实验和多种测试研究了样品的降解速率和综合性能。结果表明,TPPi和FeCl₃ 的添加量之比为3∶1的P3-1样品性能最优,拉伸强度和弯曲强度分别达到43.78 MPa和99.04 MPa,在碱液中降解8d其质量损失率为65.76%,远大于纯聚乳酸的4.67%。含2.95 phr FeCl₃的样品能在碱液中产生高降解速率,加工时不发生过度降解,由此制备出一种可快速降解并保持良好力学性能的聚乳酸改性材料。     

碳纤维增强聚乳酸复合材料体外降解特性

制备了碳纤维增强聚乳酸(C/ PLA) 骨折内固定复合材料, 研究了体外降解过程中其力学性能的变化。结果表明: 在体外降解过程中, C/ PLA 复合材料的各项力学性能均有不同程度的下降, 但经过硝酸处理后的C/PLA 复合材料降解速度缓慢, 表明界面结合强度的提高对降解过程起抑制作用。      

离子液体改性聚乳酸共混物的降解性及毒性评价

用不同质量分数的1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([AOEMIM][BF4])与聚乳酸(PLA)熔融共混,制得[AOEMIM][BF4]/PLA共混物。通过分析共混前后PLA数均相对分子质量(Mn)的变化及共混物在PBS缓冲液中的质量损失率、黏均相对分子质量和溶液pH值的变化,研究了[AOEMIM][BF4]对PLA熔融加工稳定性的影响及共混物的降解性能;考察了共混物降解液对小鼠的急性毒性。结果显示,PLA经过熔融加工后,其Mn降低了16.7%,[AOEMIM][BF4]的加入可使Mn的变化减小,对加工过程具有稳定作用;在降解初期,共混物的黏均相对分子质量迅速减小,降解液的pH值由7.4下降到3.0;共混物的降解随[AOEMIM][BF4]添加量的增加而加速;其降解液对小鼠无明显毒性。     

熔体微分电纺PLA/OMMT可降解纳米纤维膜制备及污染处理

采用无溶剂的熔体静电纺丝技术制备可降解聚乳酸(PLA)纳米纤维,是一种很有前景和挑战性的绿色制备技术。其制备的纳米纤维膜孔隙率高、吸附能力强,可高效地处理环境污染问题。借助自制的熔体微分电纺装置,在PLA中引入了有机改性蒙脱土(OMMT),在260℃下制备了PLA/OMMT纳米纤维膜。探究了OMMT含量对PLA纤维形貌、吸油性能、空气过滤性能及降解性能的影响,并获得了最佳的OMMT配比含量。研究表明:加入OMMT后PLA热稳定性提高,结晶度大幅降低。OMMT质量分数为2%时制备的纤维,其直径为450nm。该纤维膜吸油倍率为133.5g/g,是市售PP无纺布的4~5倍,保油倍率为84.2g/g,具有良好的重复使用性能。针对粒径≥0.3μm尘埃粒子的空气过滤效率为99.31%,达到欧标H11过滤等级。且相比于纯PLA纤维膜降解性能提高,减少了二次污染,符合工业化绿色环保要求。