PDMS-PEG增韧改性PLA及其共混物性能研究

采用乳液聚合和溶液聚合方法合成了聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇核壳弹性粒子(PDMS-PEG),通过溶液共混方法制备了聚乳酸(PLA)/PDMS-PEG共混物薄膜,并对PDMS-PEG增韧改性PLA及其共混物性能进行了研究。通过傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析仪、差式扫描量热仪以及抗拉强度测试仪等对共混物的力学性能、热学性能以及形态结构进行了测试与表征。研究结果表明:PDMS-PEG核壳弹性粒子在PLA基体中分散均匀、相容性良好;PDMS-PEG核壳弹性粒子能够有效地改善PLA的韧性,当PDMS-PEG含量达到20%时,共混物的断裂伸长率提高近3倍;PDMS-PEG核壳弹性粒子的引入使PLA的玻璃化转变温度下降18℃左右。     

不同聚乳酸膜的抗菌性比较

为了研究添加抗菌剂后,聚乳酸复合膜的抗菌性能,选取了壳聚糖、茶多酚、MgO和银四种抗菌剂,与聚乳酸形成四种复合膜,对比了不同抗菌剂的效果,并利用红外光谱仪对复合膜的结构进行了表征。实验发现,无论哪种抗菌剂,均表现了良好的抗菌效果。当壳聚糖/聚乳酸、茶多酚/聚乳酸均按质量比5:5组成复合膜时,抗菌率分别为68.54%和70.26%,当MgO的添加量为2%时,抗菌率为71.01%,而银表现出了极强的抗菌效果,添加量为1%时,抗菌率达到了98.53%。透光率随着抗菌剂的加入都有不同程度的减小,其中茶多酚的影响最大,从88.67%下降到33.75%。薄膜DSC曲线显示,未添加抗菌剂时,薄膜T_m为80.3℃,添加Ag和MgO后,薄膜T_m分别下降了1.7℃和1.4℃,说明抗菌剂的添加对薄膜T_m几乎无影响。由此可以看出,天然抗菌剂的抗菌效果要略差于无机抗菌剂。     

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。     

亚磷酸酯功能化聚硅氧烷扩链聚乳酸的阻燃性能研究

将聚氨基环氧基硅氧烷（PSQ）以及亚磷酸酯功能化的聚氨基环氧基硅氧烷（PPSQ）与聚乳酸（PLA）通过熔融共混制备了扩链PLA。研究了亚磷酸酯基团的引入对PSQ在PLA中的扩链和阻燃性能的影响，探究PPSQ在PLA中的阻燃机理。结果表明，相比于PSQ，PPSQ可以明显提高PLA的分子量和复合黏度，具有更好的扩链作用；PPSQ的引入可以明显改善PLA的阻燃性能，使得PLA?PPSQ的极限氧指数提高至25.4 %，比纯PLA提升了31.6 %，且使得PLA的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了18.1 %和16.6 %。分析可知，由于亚磷酸酯基团的引入，促使PLA?PPSQ中的硅元素在燃烧过程中向炭层表面迁移形成更多富含碳化硅和氧化硅的致密炭层，起到隔热隔氧的作用，进而发挥优异的阻燃性能。