石墨烯/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

目的制备具有优异阻隔性能及热稳定性的聚乳酸薄膜材料。方法在聚乳酸中添加石墨烯对其进行改性。首先采用改进的Hummers法将鳞片状石墨制备成氧化石墨烯,继而采用热剥离法将氧化石墨烯还原剥离为石墨烯,然后以聚乳酸为基材,还原后的石墨烯为增强相,采用流延法制备石墨烯/聚乳酸复合薄膜,并测试了其结构、热稳定性以及阻隔性能。结果红外分析表明,石墨被强氧化剂氧化后形成了以C—OH,—COOH,C—O—C和C=O等官能团形式存在的石墨层间化合物,还原后获得的石墨烯剥离充分;石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性能和阻隔性能随石墨烯含量的增加而逐渐增强。结论在试验参数范围内,石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性和阻隔性能优于聚乳酸薄膜。     

聚乳酸/纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯纳米复合膜的制备及生物性能研究

采用溶液浇铸法和超声分散工艺制备了聚乳酸/纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯(PLA/n-HA/GO)纳米生物复合膜,利用扫描电镜(SEM)对其断面形貌进行了研究,借助X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了纳米羟基磷灰石和氧化石墨烯的加入对所得复合膜结构的影响,并对其生物相容性进行了探讨.结果表明,氧化石墨烯和纳米羟基磷灰石在复合膜中分散均匀;细胞在复合膜上贴附牢固、铺展良好,具有良好的生长形态.聚乳酸/纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯复合材料为细胞提供了接近天然细胞外基质的人造微环境,显示了该材料在引导组织修复和再生领域中的应用潜力.     

聚乳酸/乙基纤维素复合膜的制备及其性能

以烯基琥珀酸酐( ASA) 作为新型增塑剂, 使用三氯甲烷作为聚乳酸( PLA) 和乙基纤维素( EC) 的共溶剂, 采用溶液浇铸法成功制备了聚乳酸/ 乙基纤维素复合膜。用红外光谱( FT IR) 、X 射线衍射(XRD) 表征了复合膜结构, 并测试了其吸水性和力学性能。FTIR 测试结果显示, 复合膜中存在强烈的氢键相互作用。XRD 表明,ASA 显著提高了PLA 和EC 2 种高聚物的界面黏合性。力学测试结果表明, ASA 对该复合膜具有良好的增塑效果。当膜中PLA 质量分数[ 37%时, PLA 对复合膜起增强作用。复合膜的吸水性随ASA 含量的增大而降低, 随PLA 含量的增大而提高。该复合膜作为一种潜在的药物缓释材料, 将具有广阔应用前景。      

玉米秸秆微晶纤维素/聚乳酸复合膜的制备与性能

采用玉米秸秆微晶纤维素(CSCMC)作为增强材料, 生物可降解材料聚乳酸(PLA)作为基体, 制备了CSCMC/PLA复合膜材料, 并对复合膜的结晶度、热稳定性能、力学性能进行了测试。结果表明, 复合膜材料的热稳定性能和力学性能优于纯聚乳酸膜。当CSCMC的质量分数为10%时, 复合膜的热稳定性能和力学性能达到最佳, 与纯PLA膜相比, 起始分解温度提高了34.38 ℃, 拉伸强度提高了58.3%, 断裂伸长率提高了31.1%。      

氧化石墨烯/聚乳酸自组装薄膜的制备及阻隔性能研究

为了提高聚乳酸薄膜的气体阻隔性能,利用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺之间的静电结合力,通过层层自组装法将它们沉积在聚乳酸(PLA)基底上制备GO/PLA自组装薄膜。选择了3个厂家生产的GO,对其进行了结构分析,并对其制备的GO/PLA自组装薄膜的阻隔性能进行了检测,筛选出最合适的GO。并考察了GO浓度、自组装层数对GO/PLA自组装薄膜的氧气、水蒸汽阻隔性能的影响。结果表明：GO的阻隔性能受到片径、缺陷程度和含氧官能团的综合影响;随着GO浓度增加,自组装层数增加,自组装薄膜的阻隔性能均有明显改善,但水蒸汽的阻隔性能变化不如氧气阻隔性能变化剧烈;当GO浓度为6mg/mL,自组装层数为20层时,相比于聚乳酸原膜,透氧系数和水蒸汽透过率分别降低了99.01%和56.6%。     

石墨烯/氧化石墨烯-聚乳酸的制备与表征

通过优化Hummers法制备了氧化石墨烯,并用水合肼还原法制备了石墨烯,且对自制的石墨烯和氧化石墨烯进行了测试及分析;然后通过溶液插层法制得纳米级聚乳酸/石墨烯和聚乳酸/氧化石墨烯复合材料,并对其分散性、热学性能以及力学性能进行了分析。对石墨烯和氧化石墨烯的表征结果说明,水合肼可以还原氧化石墨,所制备的石墨烯纯度较高。对聚乳酸/石墨烯和聚乳酸/氧化石墨烯复合材料的性能分析结果表明,在聚乳酸的结晶度、结晶速率和对聚乳酸的结晶成核上,石墨烯比氧化石墨烯具有更优异的表现,但在热稳定性能方面,氧化石墨烯比石墨烯优异;在力学性能方面,有增强和降低两种影响,添加少量氧化石墨烯时聚乳酸的力学性能降低,而含质量分数为0.5%的石墨烯复合材料在拉伸实验和冲击实验中的增强效果较为明显。     

聚乳酸/氧化石墨烯纳米复合材料的结构与性能

以鳞片石墨为原料通过改良的Hummers方法制备氧化石墨烯(GO)。以GO为助剂,采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/GO纳米复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对PLA/GO纳米复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能和结晶度进行了测试。微观结构分析表明,GO呈现剥离状,并均匀分散在PLA基质中;力学性能研究表明,1%GO的加入有助于改善PLA复合材料的断裂伸长率;断面扫描电镜分析表明PLA复合材料断面发生明显改变,呈现出韧性断裂特征;差示扫描量热结果显示GO可以消除PLA基质冷结晶,有助于提高PLA复合材料结晶度,与X射线衍射分析相吻合。     

导电性聚吡咯/聚乳酸复合膜的制备及性能

通过乳液聚合法制备导电性聚吡咯/聚乳酸(PPy/PLA)复合膜。扫描电镜观察表明,复合膜中的聚吡咯粒子形成连续的小域分散在可生物降解的聚乳酸骨架中,红外光谱检测显示有PPy和PLA的典型吸收峰。使用自制的多通道直流电刺激系统对复合膜进行测试,结果表明,复合膜电导率衰减缓慢,导电性稳定,在560h～1146h电流持续保持在28μA～35μA之间。扫描电镜显示原代培养的成骨细胞能在导电性PPy/PLA复合膜上很好地粘附和铺展,说明复合膜具有良好的细胞相容性。     

三种添加物对聚乳酸复合膜性能影响

目的 研究聚乳酸复合膜的降解性能,加快聚乳酸材料降解速率。方法 选取淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙二醇（PEG）等3种材料,与聚乳酸混合制备4种不同的复合膜。测定复合膜的透光率、力学性能、热性能等指标,使用红外光谱仪对复合膜的基团组成进行表征,使用磷酸盐缓冲液浸泡,测试其降解性能。结果 红外光谱结果显示PLA膜与PLA复合膜的吸收峰没有明显的差别,这证明改性材料与聚乳酸没有发生化学反应。复合膜的DSC曲线显示,添加改性剂后,熔融温度变化不大,无明显影响。降解性能方面,按PLA与复合物的质量比9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5制备多种复合膜,其中质量比9∶1,7∶3,5∶5的PLA/淀粉复合膜在第70天降解率分别为24.11%,24.8%,35.6%;PLA/CMC复合膜的3种质量比降解率为27.64%,30.37%,45.2%。按照PLA与PEG质量比为99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5制备了PLA/PEG复合膜,其中质量比为99∶1,97∶3,95∶5的PLA/PEG复合膜在第70天的降解率分别为25.45%,38.83%,45.83%。PLA/淀粉/PEG复合膜是在PLA/淀粉复合膜的基础上添加PEG制备的,复合膜成分与PEG的质量比为99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5,其中99∶1,97∶3,95∶5这3种复合膜的降解率为40.52%,49.54%,55.67%。各种复合膜的降解率均远优于PLA膜2.5%的降解率。结论 复合材料的添加改变了聚乳酸薄膜的透光性能,增强了薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。改性材料的添加能够在不影响聚乳酸本身结构的情况下,显著增强聚乳酸的降解率。     

还原氧化石墨烯-壳聚糖复合膜的制备及其性能

为了研究还原氧化石墨烯(RGO)对壳聚糖(CS)薄膜性能的影响,以氧化石墨和CS为原料,通过超声分散和真空诱导自组装法制备了还原氧化石墨烯-壳聚糖薄膜(RGO-CS),研究了薄膜的各项性能,最后分别将CS和RGO用作表面施胶剂,研究二者对瓦楞纸耐水性能的影响.结果表明:成功制备了RGO-CS薄膜;通过SEM观察到RGO...     

SiO2含量与粒径对PLA/SiO2复合膜性能的影响

目的 为了提高聚乳酸材料的力学性能和气体阻隔性,选择二氧化硅为共混材料,通过改变二氧化硅的粒径和含量,研究SiO2对SiO2/PLA复合膜性能的影响.方法 用流延法制备二氧化硅/聚乳酸(SiO2/PLA)复合膜.采用力学性能测试、结晶性测试、热稳定测试和透氧、透水蒸汽测试等分析手段对制备的复合膜进行力学性和阻隔性的表征.结果 在PLA材料中添加适量的SiO2对复合膜的拉伸强度和弹性模量会有增强作用,并且粒径越小,增强效果越明显;粒径为50 nm,质量分数为2％时复合膜表现出更佳的力学性能.同时,随着SiO2含量的增加,氧气透过系数呈先降低后升高的趋势,在SiO2质量分数为2％时透过系数最小,复合膜的氧气阻隔性最好;不同粒径不同含量的SiO2透湿性测试结果表明,SiO2粒径为50 nm,质量分数为2％时复合膜的阻隔性效果最好.结论 二氧化硅的加入能够提升聚乳酸的弹性模量和阻隔性,并且二氧化硅的粒径和不同添加量对复合膜的性能有很大影响.     

PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料的制备与性能

为了制备具有优异强度与韧性的聚乳酸(PLA)复合材料,首先,将八聚(丙基缩水甘油醚)倍半硅氧烷(Ope-POSS)纳米粒子引入PLA中,并加入PLA接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PLA-g-GMA)作为增容增韧组分;然后,通过熔融共混法制备了PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料;最后,通过对复合材料形态结构、热性能、力学性能及疏水性的表征分析了Ope-POSS纳米粒子及PLA-g-GMA的加入对PLA复合材料性能的影响。结果表明:PLA-g-GMA的加入对Ope-POSS纳米粒子具有良好的增容效果,可使得Ope-POSS纳米粒子在复合材料中均匀分散;随着良好分散的Ope-POSS纳米粒子的数量增加,PLA复合材料的强度、热稳定性及疏水性均得到明显的提高,韧性也随PLA-g-GMA含量增加而得到改善;当PLA-g-GMA和Ope-POSS纳米粒子含量分别为PLA的4wt%和3wt%时,PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料性能最佳。所得结论为POSS杂化PLA复合材料的深入研究提供了理论指导。      

功能氧化石墨烯纳米带/热塑性聚氨酯复合材料薄膜的制备及阻隔性能

以氧化解压多壁碳纳米管的方法制备了氧化石墨烯纳米带(GONRs),然后用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)对GONRs化学修饰得到功能氧化石墨烯纳米带。采用溶液成形的方法在涂膜机上制备了功能氧化石墨烯纳米带(IPGONRs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜,研究了IP-GONRs对TPU薄膜阻隔性能的影响。扫描电镜和X射线衍射的数据表明,IP-GONRs完全剥离地均匀分散在TPU基体中,并且基本沿着纳米复合材料薄膜表面平行分布。仅添加3.0%(质量分数,下同)的IP-GONRs时,TPU薄膜的氧气透过率便下降67%,因此获得了具有优异阻隔性能的IPGONRs/TPU纳米复合材料薄膜。这种具有优异阻隔性能的复合材料薄膜在食品包装和轻量气体存储容器方面有潜在的应用。     

PBS/氧化石墨烯复合薄膜的制备与性能

目的利用氧化石墨烯(GO)为填料制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的增强复合薄膜材料。方法以生物可降解材料PBS为基体,以GO为纳米增强相,首先用双十二烷基二甲基溴化胺(DDAB)对GO进行修饰,进而通过溶液复合法制备PBS/GO复合薄膜,并对其力学性能、结晶熔融行为和热稳定性进行表征。结果力学性能测试表明,在GO质量分数为0.1%时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率较纯PBS分别提高了37%和25%,但是随着GO含量的继续增加,其拉伸强度和断裂伸长率都呈现出下降趋势;热行为分析表明,GO的加入使PBS的熔融温度和结晶温度均有所提高,结晶度有所下降,但GO对PBS的热稳定性并无明显影响。结论适量GO的加入有利于改善PBS生物降解材料的力学性能和结晶熔融行为。     

功能化氧化石墨烯纳米带/EVA复合材料薄膜的制备及表征

采用纵向氧化切割多壁碳纳米管法制得氧化石墨烯纳米带(GONRs),通过硅烷偶联剂KH-570与GONRs反应得到功能化氧化石墨烯纳米带,随后利用溶液成型的方法在涂膜机上制得功能化氧化石墨烯纳米带(K-GONRs)/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)复合材料薄膜.用FTIR,XRD,XPS,TEM,FE-SEM,氧气透过仪和电子万能试验机研究了复合材料的结构与性能.研究表明,本实验成功制得薄条状K-GONRs,其层间距约为0.970nm,相比GONRs增加了0.095nm; K-GONRs形状均一、规整并均匀分散于EVA基体中;当K-GONRs质量分数为1％时,K-GONRs/EVA复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸强度相比纯EVA薄膜分别降低了54.5％和提高了89.3％,阻隔性能和力学性能得到明显改善.     

纳米纤维素/氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备及表征

以纳米纤维素(CNF)为分散介质,氧化石墨烯(GO)为增强介质,多壁碳纳米管(MWNT)为导电介质,机械搅拌后真空抽滤制备CNF/GO/MWNT复合薄膜,研究GO/MWNT含量对复合薄膜性能的影响,采用红外、Raman光谱、扫描电镜、透射电镜对薄膜的结构和形貌进行表征,采用动态力学分析、热重分析和电导率测试研究薄膜的力学性能、热性能和电性能。结果表明,薄膜的拉伸强度随GO含量的增加先增加后减小,薄膜电导率和耐热性随MWNT用量增加而增加,当CNF/GO/MWNT质量比为20/10/70时,复合薄膜性能最佳,薄膜的电导率达到236.07 S/m,拉伸强度为25.13 MPa,180~300℃区间材料的热失重为9.45%,最大热分解速率对应温度达到322.69℃。扫描电镜、透射电镜结果表明,GO在材料内部呈现规整结构,CNF能有效分散GO/MWNT,形成均匀分散液。     

改性二氧化硅对SiO2/PLA复合膜性能的影响

目的研究改性二氧化硅对聚乳酸力学性能、氧气透过性能和水蒸气透过性能的影响。方法选择粒径为50nm的工业级二氧化硅为添加剂,使用KH570硅烷偶联剂对其进行改性,然后通过溶液浇铸法将改性后的二氧化硅与聚乳酸共混制备成膜。测试分析拉伸性能、透氧性能和透水蒸气性能,表征复合膜的力学性和阻隔性能。结果与纯PLA膜相比,改性复合膜的拉伸强度和弹性模量分别提高了18.65%和19.91%;玻璃化转变温度比纯PLA膜高11℃左右,热稳定性得到增强。与纯PLA膜相比,改性复合膜的氧气透过系数和水蒸气透过系数分别降低了29.89%和43.76%,阻隔性明显提高。结论经KH570硅烷偶联剂改性的二氧化硅对聚乳酸材料性能的增强效果更佳,为聚乳酸材料在包装领域的应用提供了依据。     

石墨烯/银导电复合材料的制备与表征

以天然鳞片石墨为原料,采用Hummer法制备氧化石墨,然后经过水解、超声分散、加还原剂和硝酸银反应得到石墨烯/银复合材料。采用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粒径分布仪(Auto sizer)、四探针(Four-Point Probes)等对制备的氧化石墨的氧化程度、石墨烯的结构、银颗粒在石墨烯上的分布和硝酸银的浓度对导电效率的影响进行了分析。实验结果表明,Hummer法可以制备出优质的氧化石墨烯。硝酸银浓度为0.15g/mol时石墨烯复合金属材料的导电性更佳。     

多孔Nano-dHA/PLA/BCP复合支架的制备及性能研究

为改善常规的多孔聚乳酸/双相钙磷陶瓷(PLA/BCP)支架表面亲水性不佳及降解时呈酸性等不足,采用马弗炉烧结制备的BCP多孔支架浸入纳米缺钙羟基磷灰石/聚乳酸(nano-dHA/PLA)混悬液后,真空干燥得到多孔纳米缺钙羟基磷灰石/聚乳酸/双相钙磷陶瓷(nano-dHA/PLA/BCP)复合支架,利用万能测试机测试支架抗压强度,阿基米德法测定支架孔隙率,扫描电子显微镜(SEM)观察支架表面形貌,并对其保水率和体外降解过程中pH值的变化情况等进行了研究. 结果表明：多孔nano dHA/PLA/BCP复合支架表面粗糙,保水率和强度均有较大提高,在磷酸盐缓冲液（PBS）浸泡过程中pH值下降较慢,在模拟体液（SBF）中浸泡1个月后发现有较多的类骨磷灰石形成.