高含量PLA薄膜的制备及性能研究

以Joncryl ADR-4370F(ADR)为增容剂,超细滑石粉(Talc)为成核剂,聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)通过熔融共混,然后挤出吹膜。对PLA/PBAT薄膜的热性能、结晶行为、撕裂断面形态、力学性能和阻隔性能进行了研究。结果表明,PBAT的加入改善了PLA的柔韧性。随着PBAT含量(40%~70%)的增加,薄膜的拉伸强度和模量降低,断裂伸长率大幅增加了。薄膜的氧和水蒸气阻隔性能受PBAT影响不大。ADR的加入使得薄膜材料的相容性得到了提高。     

全生物降解PLA/PBC薄膜的制备及性能研究

本文以PBC（聚碳酸丁二醇酯）和PLA（聚乳酸）为主要原料,经双螺杆挤出机混合制得吹膜专用树脂,然后通过吹膜机制备出PBC/PLA全生物降解薄膜。并对全生物降解薄膜做了力学性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、酶降解性能和扫描电镜(SEM)分析。结果表明PBC/PLA全生物降解材料具有很好的相容性,随着PBC含量的增加,多组分PBC/PLA生物降解薄膜的降解性能逐渐提高。薄膜具有良好的热稳定性。PBC/PLA全生物降解薄膜拉伸强度随PBC含量增加有所降低但与PLA相比强度的降低不超过19.5%,薄膜的断裂伸长率确能由6.63%提高到192.50%,大大的提升了PLA的韧性。     

苯酐聚酯多元醇合成水性聚氨酯的研究

以苯酐聚酯二元醇(APP)为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU)树脂,探讨了n(-NCO)/n(-OH)比值及扩链剂等对WPU成膜性能的影响。研究结果表明,适度交联可提高WPU胶膜的拉伸强度和耐水性;当w(二羟甲基丙酸)=3.3%、n(-NCO)/n(-OH)=4.0和w(乙二胺)=1.0%时,WPU胶膜的综合性能最好;与其他多元醇[如聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、聚醚多元醇(N-220)和聚酯多元醇(PS)等]合成的WPU树脂相比,用APP合成的WPU树脂,其成膜光泽和断裂伸长率较好、综合性能最优。     

扩链改性对聚乳酸挤出吹膜成型的影响

利用扩链剂改性聚乳酸(PLA),然后用改性PLA进行吹膜成型,研究了扩链剂用量对PLA熔体流动性、膜泡稳定性及薄膜力学性能的影响。结果表明:扩链剂的加入使PLA的熔体流动速率(MFR)明显下降,同时使其黏度增加,且提高了膜泡的稳定性;当扩链剂用量为0.5%、0.6%时,PLA薄膜的拉伸强度显著提高,最大冲击强度较纯PLA提高了74.67%。     

非共价功能化石墨烯改性PLA薄膜的制备

以双十二烷基二甲基溴化胺非共价修饰还原石墨烯(DDAB–RGO)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸/功能化石墨烯(PLA/DDAB–RGO)纳米薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对DDAB–RGO及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米薄膜的结晶性能、力学性能、热稳定性等进行了测试分析。结果表明,DDAB–RGO与PLA具有良好的相容性,均匀分散于PLA基体中,在较低DDAB–RGO含量时对PLA膜起到了纳米增强的作用,当其含量为0.2%时,PLA/DDAB–RGO纳米薄膜的拉伸强度、拉伸弹性模量比纯PLA膜分别提高了21%和36%。同时DDAB–RGO的加入还改善了PLA的结晶性、热稳定性。     

多元环氧扩链剂对PLA增强PBAT性能的影响

利用硬质聚乳酸(PLA)对聚对苯二甲酸–己二酸–丁二酯(PBAT)进行增强改性,并加入多元环氧扩链剂苯乙烯–甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(ADR)对共混物进行原位增容,采用熔融共混法制备PBAT/PLA共混物,通过转矩流变测试、高压毛细管流变测试、拉伸性能测试及扫描电子显微镜观察考察了ADR对共混物加工热稳性能、流变行为、拉伸性能以及微观结构的影响。结果表明,ADR不但起到扩链和增黏作用,提高共混物的加工热稳性,同时起到原位增容作用,在保持PLA增强效应的同时,显著提高共混物的拉伸韧性。当ADR添加量在0.3~0.5份时,共混物具有较优的综合性能。     

成膜助剂在乳胶漆中作用分析

乳胶漆是绿色环保涂料,但它成膜性较差。为了提高其成膜性能,必须加入成膜助剂。成膜助剂在乳胶漆中起着重要作用,它能降低乳胶漆的成膜温度,改善乳胶漆的成膜性能。本论文对乳胶漆的成膜机理、成膜剂的选择以及成膜剂的作用及其影响因素作了分析。     

用于3D打印的改性聚乳酸丝材的制备与研究

以聚乳酸(PLA)为基材,Joncryl ADR 4370S为扩链剂,采用熔融共混工艺制备了改性PLA,并通过熔融挤出制得用于3D打印的PLA丝材。研究了ADR扩链剂对PLA热性能、熔体强度、力学性能的影响。结果表明,ADR扩链剂提高了PLA的耐热性和熔体强度;相比纯PLA,改性PLA的力学性能有所提高,当ADR用量为0.4%时,改性PLA的力学性能最佳。采用熔融沉积成型桌面3D打印机测试了PLA丝材的打印效果,结果表明,ADR用量为0.4%时,改性PLA丝材的综合打印性能最好。     

磺酸型低聚醚二元醇改性聚乙烯醇水溶性薄膜的制备

以聚乙烯醇(PVA)为主要原料、磺酸型低聚醚二元醇(DPSA)为助溶剂、二甲基硅油为脱模剂和流平剂,制备了一种新型的速溶型水溶性PVA薄膜,并探讨了DPSA、助剂掺量对PVA薄膜性能的影响。研究结果表明:随着DPSA掺量的增加,薄膜的溶解速率明显提高;甘油可改善薄膜的柔软度和拉伸强度,可溶性淀粉可增强薄膜的力学强度,而二甲基硅油可提高薄膜的脱模性;当p H=8、w(DPSA)=4%、w(甘油)=3%、w(可溶性淀粉)=2%和w(二甲基硅油)=0.6%(均相当于PVA溶液质量而言)时,所制得的水溶性PVA薄膜在水溶性、脱模性、柔韧度、拉伸强度和透明度等方面的综合性能较佳。     

多元环氧扩链剂对聚乳酸等温结晶行为及力学性能的影响

采用多元环氧扩链剂(ADR)对聚乳酸(PLA)进行熔融扩链改性,得到PLA/ADR共混物。采用差示扫描量热仪(DSC)对共混物的熔体等温结晶行为进行表征和分析。结果表明:在110~120℃温度范围内,ADR的加入提高了PLA熔体的结晶速率;随着ADR用量的增加,PLA等温结晶速率明显提高,半结晶时间缩短。结合熔体流动速率和偏光显微镜分析,从分子运动能力和熔体黏度的角度解释了ADR对PLA等温结晶行为的影响机理。此外,研究了结晶度变化对PLA/ADR共混物拉伸性能和维卡软化温度(VST)的影响。当PLA/ADR(100/1.0)共混物的结晶度由1.7%提高到32.2%时,其拉伸强度由55.6 MPa提高到63.2 MPa,VST由61.9℃提高到156.9℃。结晶度的增大有利于PLA/ADR共混物力学性能和耐热性能的进一步提高。     

环氧扩链剂增容PLA/竹纤维共混物制备与表征

以环氧扩链剂ADR4368为增容改性剂,十八烷基二甲基叔胺为催化剂,利用双螺杆挤出机制备出了一系列聚乳酸(PLA)/竹纤维/ADR共混物,探究了环氧扩链剂对共混物性能的影响。结果表明:环氧扩链剂能够对PLA和竹纤维起到增容作用,共混物的流动性能和结晶度随着ADR用量的增加不断下降,而冷结晶温度则随之升高。微观形貌表明,ADR的引入使竹纤维与PLA两相间黏合能力提高,共混物的孔洞变少。共混物的力学性能随着ADR的引入而得到提升,且当ADR用量相对于竹纤维为0.5%,催化剂用量为0.1%时效果最好,此时拉伸强度是PLA/竹纤维共混物的1.21倍,断裂伸长率则是其1.6倍,即环氧扩链剂能够起到增容PLA与竹纤维的作用。     

PE/PLA可降解塑料薄膜的制备与性能表征

利用溶剂挥发成膜法制备了具有生物可降解性能的聚乙烯/聚乳酸(PE/PLA)复合塑料薄膜,研究了不同的PLA添加量对复合薄膜性能的影响。相比纯PE薄膜,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,分别为33%和42%。PLA增强了分子间的交联作用,提高了材料的储能模量。生物降解实验表明,不同PLA含量的PE/PLA复合薄膜的降解能力明显高于纯PE薄膜。PE/PLA(60/30)在3个月内降解了24%,约为纯PE降解效率的4倍。     

扩链剂ADR对PLA/Nano-ZnO/CCA纳米复合抗菌材料的影响

将环氧系扩链剂ADR添加到聚乳酸(PLA)/Nano-ZnO/叶绿素铜酸(CCA)纳米复合抗菌材料中,研究了ADR添加量对复合材料抗菌性能和力学性能的影响。结果表明,在ADR质量分数为0%~1.0%范围内,随ADR含量的增多,复合材料对大肠杆菌的抗菌性能略有减弱,其缺口冲击强度有较大幅度的增加,弯曲强度、拉伸强度略有增加,断裂伸长率先增大后减小,ADR质量分数小于1.0%时仍属强抗菌材料。当ADR质量分数为1.0%时复合材料的综合性能较好,其抗菌率为99.4%,拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度分别比PLA/Nano-ZnO/CCA复合材料提高了4.6%,11.6倍、71.4%,4.8%。     

双向拉伸聚乳酸薄膜的制备

以国产聚乳酸(PLA)和进口PLA为原料,进行双向拉伸PLA(BOPLA)薄膜的中试生产,研究了PLA干燥条件、PLA拉伸前后的性能变化,以及工艺参数对BOPLA薄膜性能的影响,并摸索BOPLA薄膜的最佳成型工艺条件。结果表明:PLA的最佳干燥条件是80℃干燥5 h;当温度升高时,经过拉伸的PLA厚片比未拉伸的PLA厚片更容易结晶。BOPLA薄膜成型的最佳工艺参数为:铸片辊温度20～25℃;纵向拉伸时,预热区温度40～75℃,拉伸区温度60～70℃,定型区温度20～30℃;横向拉伸时,预热区温度50～120℃,拉伸区温度60～130℃,定型区温度110～160℃;纵、横向拉伸比为3.0×3.0。     

生物可降解PLA/SiO_2复合包装薄膜的热行为及性能研究

为了改善聚乳酸(PLA)塑料包装薄膜的力学、阻隔等性能,将二氧化硅(SiO_2)无机粉末与其复合,并以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)作为界面改性剂,采用流延法制备了不同配比的PLA/SiO_2生物可降解复合包装薄膜。研究了SiO_2的添加量对生物可降解PLA包装薄膜的热行为、力学性能及阻隔性能的影响。热重分析法(TG)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的热稳定性明显提高;示差扫描量热法(DSC)测试表明,SiO_2的加入使得PLA/SiO_2复合包装薄膜的玻璃化转变温度(Tg)和结晶温度(Tc)降低,熔融温度(Tm)基本不变;薄膜的拉伸性能测试表明,随着SiO_2的加入和含量的增加,PLA/SiO_2复合包装薄膜的拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长度均有不同程度的提高;阻隔性能测试表明,当加入SiO_2后,复合薄膜的阻湿、阻氧性能得到改善,并且当SiO_2的含量为5%时,复合薄膜的阻湿、阻氧性能最佳。     

可降解聚碳酸亚丙酯复合材料的性能

通过聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚乳酸(PLA)的共混,提高PPC的热性能、力学性能、生物降解性。利用扫描电子显微镜(SEM)、多晶X衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)、拉伸力学实验研究了复合材料的性能。实验结果表明,聚合物之间没有发生化学反应,共混物为部分相容的体系;复合材料的玻璃化转变温度最高比PPC提高30℃,分解温度Td5%最多比PPC提高42℃,Td50%最多比PPC提高67℃;PLA的加入使复合材料的降解性能优于PPC,40d降解后复合材料最大失重率为33.37%,是PPC的9倍;PPC-PLA复合材料有良好的成膜性,制备的薄膜透明均匀,复合薄膜材料拉伸强度为36～58MPa,杨氏模量最大为2943MPa。     

聚乳酸／功能化石墨烯纳米复合薄膜的制备与性能

以十八烷基胺修饰氧化石墨烯(GO–ODA)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸(PLA)／GO–ODA纳米复合薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对GO–ODA及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米复合薄膜的拉伸性能、热稳定性和透氧率进行了测试。结果表明,GO–ODA与PLA具有良好的相容性,可均匀分散于PLA基体中,对PLA膜起到增韧增强的效果,同时GO–ODA的加入使PLA的热稳定性和氧气阻隔性均有所提高。     

用PBC增韧PLA改性研究

以聚碳酸丁二醇酯(PBC)为增韧剂,采用熔融共混法对聚乳酸进行改性,研究其对聚乳酸(PLA)力学性能的影响。并考察了PBC与聚丁二酸-1,4-丁二醇酯(PBS)和乙酰基柠檬酸三正丁酯(ATBC)复配增韧PLA,及其中PBC含量对体系性能影响。同时对比了加入丙烯酸酯类(ACR)型抗冲改性剂对体系性能影响。结果表明:PBC对PLA有较好的增韧效果,PBC与PBS、ATBC复配增韧PLA的效果更佳,其中PBC含量为7%时体系韧性较好,断裂伸长率达200.9%,提高近5倍。ATBC含量为3%时,PLA/PBC体系力学性能最佳;丙烯酸酯类增韧剂UF100可以很好地改善共混体系的韧性,体系的冲击强度及断裂伸长率随UF100含量的增加而增大。     

氧化石墨烯/水性聚氨酯复合薄膜的制备及性能研究

以自制的GO(氧化石墨烯)为填料,WPU(水性聚氨酯)为基体,采用溶液共混和流延成膜法制备了GO/WPU复合薄膜。着重考察了GO含量对GO/WPU复合薄膜力学性能和导热性能等影响。研究结果表明:随着GO含量的增加,复合薄膜的拉伸强度增强、导热系数增大;当w(GO)=4%(相对于复合薄膜质量而言)时,复合薄膜的拉伸强度(20.6 MPa)相对最大、导热系数[为0.208 W/(m·K)]相对最高[这是由于GO均匀分散在PU(聚氨酯)基体中,形成了连续褶皱状网络结构的缘故]。     

PLA/nano-TiO_2复合膜的制备及性能研究

采用流延成膜法,通过向聚乳酸(PLA)体系中添加无机抗菌剂纳米二氧化钛(nano-TiO_2)共混制备得到PLA/nano-TiO_2复合膜。为研究nano-TiO_2的含量对PLA膜的性能的影响,测定了纯PLA膜及不同质量分数的PLA/nano-TiO_2复合膜的密度、色度、溶解率、力学性能、抗菌性能、水蒸气透过量等性能指标,并通过傅里叶红外光谱分析了其官能团变化,对比研究其实际应用价值。结果表明,由于nano-TiO_2的加入,复合膜的密度、溶解率、拉伸强度均有一定降低,但色度、抗菌性能、水蒸气透过量及断裂伸长率都呈明显升高趋势。当nano-TiO_2质量分数为1%时,透湿性最低为纯PLA膜的(132.1±10.0)%。PLA/3%nano-TiO_2复合膜的抗菌性最佳,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别是(4.86±0.50)mm和(5.98±0.77)mm。PLA/2%nano-TiO_2复合膜的色度达到最大值7.52±1.05,是纯PLA膜的(306.5±30.8)%。PLA/4%nano-TiO_2复合膜有最高的断裂伸长率为(62.7±5.70)%。综合来看,PLA/2%nano-TiO_2复合膜具有最佳的性能参数。将PLA与nano-TiO_2复合,可以明显改善PLA膜的各方面性能,使其更有望用于食品包装领域。