ABS高胶粉对发泡聚乳酸复合材料发泡质量及性能的影响

以化学发泡为主线,制备了发泡聚乳酸(PLA)复合材料,通过差示扫描量热分析、扫描电镜、动态力学热分析、热重分析等,研究了ABS高胶粉(ABSHR)对发泡PLA复合材料发泡质量、力学性能的影响规律。结果表明,随着ABSHR含量的增加,发泡PLA/ABSHR复合材料的结晶性能增强、熔体强度提高,发泡PLA复合材料的发泡质量明显改善;添加20%ABSHR的发泡PLA复合材料,其冲击强度达到14.31kJ/m~2,比未添加ABSHR的发泡PLA复合材料提高了221.6%;ABSHR的加入显著提高了发泡体系的热稳定性,拓宽了聚乳酸的应用范围。     

β-环糊精对长支链化聚乳酸复合材料发泡质量及力学性能的影响

以苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物(ADR)为扩链剂对聚乳酸(PLA)进行长支链化,利用液相凝胶色谱测试仪(GPC)、示差扫描量热分析(DSC)等研究了ADR用量对PLA综合性能的影响,同时探讨了β-环糊精(BC)对长支链化PLA发泡复合材料发泡质量及力学性能的影响。结果表明:添加0.5%(质量分数,下同)的ADR使改性PLA的重均分子质量从2.2×10~5g/mol增加到2.61×10~5g/mol,改性后PLA的相对分子质量分布最高达到4.23,熔体黏度也明显提高。当在长支链化PLA中添加BC进行发泡时,发现添加5%的BC能得到理想的改性PLA复合材料泡孔结构,其泡孔平均直径达到28.8μm;当BC含量为3%时,与纯PLA发泡材料相比,发泡长支链化PLA/BC复合材料的弯曲、拉伸和冲击强度分别增加了9.1%、14.3%、52.3%。     

纳米柠檬酸锌对聚乳酸挤出发泡行为的影响

采用超临界二氧化碳(SC-CO₂)连续挤出发泡方法,研究了纳米柠檬酸锌(NZnC)对聚乳酸(PLA)发泡行为的影响。首先,采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和压缩试验机分别研究了纳米柠檬酸锌(NZnC)、食品级柠檬酸锌(FZnC)、纳米二氧化硅(N-SiO₂)、癸二酸二苯基二酰肼(TMC-300)和滑石粉(Talc) 5种成核剂对PLA等温结晶行为、成核剂/PLA复合材料的微观形貌、PLA泡沫发泡性能及压缩性能的影响。结果表明,NZnC的PLA等温结晶速率最快、在PLA中分散性及相容性最佳、PLA泡沫发泡性能及压缩性能改性效果最好。继而,研究了NZnC含量对PLA泡沫发泡性能及压缩性能的影响,其结果表明,NZnC质量分数为0.5%时,PLA泡沫的发泡性能最好(发泡倍率为31倍、泡孔密度为3.02×10⁹ cm^-3、平均泡孔直径为17.11μm),压缩性能也最好(压缩模量为19 MPa、压缩强度为0.35 MPa)。     

聚乳酸/聚己内酯复合发泡材料的制备及性能表征

选用聚己内酯(PCL)与聚乳酸(PLA)进行共混改性,经挤出、发泡制备出性能良好的PLA/PCL复合泡沫板材。经红外光谱分析、断口扫描电镜、力学性能测试及差示扫描量热分析分别探究了PCL含量对复合发泡材料发泡效果、力学性能及结晶性能的影响。结果表明,PCL的加入能有效改善复合发泡材料的发泡效果。当PCL含量为10%时,试样的综合性能最优,冲击强度、压缩强度分别达到了8.9kJ/m2,31MPa;平均泡孔直径则由未改性发泡体系的2.8mm降低至1.1mm;结晶度由12.68%上升到17.95%,得到了泡孔尺寸小,分布均匀,表面质量佳,综合力学性能优良的复合发泡材料。     

弹性体对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为的影响

以化学发泡为主线,在聚丙烯(PP)基体中添加弹性体三元乙丙橡胶(EPDM)制备微发泡聚丙烯复合材料。利用旋转流变仪、差示扫描量热法和扫描电镜等手段,系统地研究EPDM对微发泡PP材料发泡行为的影响。结果表明,EPDM的加入提高了PP材料的熔体强度,对PP材料发泡质量有明显改善;同时使PP复合材料的降温结晶峰向高温移动,能有效抑制泡孔的变形及并泡等恶化现象。当EPDM的质量分数为20%时,泡孔形态较为理想,其泡孔直径和泡孔密度分别为14.43μm,2.49×10⁷cm^-3。与未加EPDM的微发泡PP复合材料比较,EPDM的加入能够拓宽发泡PP复合材料的发泡温度窗口,发泡温度范围为180~195℃。     

长支链化聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯的流变特性与发泡性能

为提高熔体强度,以均苯四甲酸酐(PMDA)、异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为扩链剂,对聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系进行长支链化改性,通过挤出发泡制备PLA/PBS发泡材料。采用转矩流变仪、旋转流变仪、扫描电镜研究了扩链剂用量对PLA/PBS体系流变性能和发泡性能的影响。结果表明,扩链剂PMDA和TGIC联合使用能有效对PLA/PBS体系进行长支链化改性,得到具有一定长支链结构的体系,提高了其熔体强度、弹性和拉伸黏度,改善了PLA/PBS体系的发泡性能。当扩链剂质量分数为0.8%时,发泡材料的泡孔密度达到4.96×107cm-3,平均孔径为60μm,泡孔规整且分布均匀。     

PLA/HNTs纳米复合材料的制备、性能及其发泡行为

采用熔融共混炼法制备交联改性聚乳酸(PLA)/埃洛石(HNTs)纳米复合材料,利用热重分析、差示扫描量热分析、偏光显微镜和流变仪对其热学性能、结晶、流变行为进行了研究,并采用超临界CO2流体技术进行微孔发泡,利用扫描电镜对泡孔形态进行了表征。结果表明:随着HNTs含量的增加,PLA/HNTs复合体系在高温下的热稳定性下降,结晶度由37.4%下降为28.0%,但异相成核效果明显,结晶速率提高,结晶时间由2h缩短为10min。同时,加入HNTs后,PLA/HNTs的熔体粘度显著增加,但随着HNTs含量的增多,PLA/HNTs纳米复合材料粘度增加的趋势逐渐趋缓。当HNTs含量为0.5wt%时,体系粘度达到最大值且发泡效果最佳,泡孔平均直径为21.23μm,泡孔密度达到1.08×109个/cm3。     

环境友好聚乳酸复合发泡材料的研究进展

聚乳酸(PLA)复合发泡材料是一类重要的环境友好新型可降解材料。该材料通常是以PLA高聚物为主要原料,以其它可降解物质(如脂肪族树脂、淀粉、天然纤维等)为辅助成分复合发泡而成。论述了近年来国内外环境友好PLA复合发泡塑料的研究进展;综述了PLA复合发泡体存在的问题;概述并展望了PLA复合发泡材料的应用领域与发展趋势。     

麦秸秆/聚丙烯发泡复合材料的热稳定性与微观结构

为探讨发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)添加量对麦秸秆/聚丙烯(PP)发泡复合材料的热稳定性、微观结构以及化学结构的影响,采用TG-DSC、FTIR和体视显微镜分析了麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、化学结构和微观结构,并测定了复合材料的线性膨胀系数、导热系数、表观密度和力学性能。结果表明:AC添加量及其热分解程度均对麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、泡孔结构和热膨胀性能影响显著;当AC添加量为1.0wt%时,其热分解程度最高,复合材料具有较好的热稳定性,泡孔结构均匀,麦秸秆与基体界面稳定,线性膨胀系数最小。所得结论表明,当AC添加量为1.0wt%时,麦秸秆/PP发泡复合材料具有较好的综合性能。      

LDH-热膨胀微胶囊的合成及发泡EVA复合材料的综合性能

在悬浮聚合的条件下,以壳层负载的形式合成水滑石LDH-热膨胀微胶囊,并将其作为发泡剂制备发泡乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合材料.采用扫描电镜与能谱联用仪(SEM-EDS)、热重分析仪(TG)等研究了LDH-热膨胀微胶囊的膨胀性能及发泡EVA复合材料综合性能的变化规律.结果表明:存在于微胶囊表面的LDH提高了其膨胀温度,膨胀倍率增大五倍以上,稳泡温程达到了36℃左右.添加LDH-微胶囊明显改善了发泡EVA复合材料的发泡质量和力学性能,其泡孔平均直径为52.4μm,拉伸强度较添加未改性微胶囊时提高了26.3％.LDH-微胶囊/EVA复合材料具有优良的保温性能,导热系数为0.0908 W/(m·K).     

交联剂对HDPE/竹粉复合发泡材料性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体塑料,偶氮二甲酰胺与氧化锌复配物为发泡剂,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,采用两步模压发泡法制备了HDPE/竹粉复合发泡材料,并研究了交联剂对复合材料密度和回弹性能、发泡性能、力学性能的影响。结果表明:当交联剂的添加质量分数为0.6%时,HDPE/竹粉复合发泡材料的密度达最小值,为0.054 g/cm~3;回弹率达最大值,为90.5%;当交联剂的添加质量分数为0.4%时,复合发泡材料的泡孔分布相对多而均匀,弯曲强度达最大值,为29.3 MPa,相比未发泡材料约低8.2%,冲击强度为6.8 k J/m~2,相比未发泡材料约低16%。     

橡胶粒子对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为与力学性能的影响

利用型腔体积可控注塑发泡装置制备微发泡聚丙烯(PP)/粉末橡胶复合材料,通过橡胶粒子的分散性以及复合材料的结晶行为,研究不同橡胶粒子对聚丙烯复合材料发泡行为和力学性能的影响。结果表明:橡胶粒子的加入使微发泡聚丙烯材料的泡孔分布细密而均匀,微发泡聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/粉末丁腈胶(PP/PP-MAH/NBR)复合材料的发泡质量较理想,其泡孔密度和尺寸分别为7.64×106个/cm3,29.78μm;综合泡孔结构和力学性能,微发泡聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/粉末羧端基丁腈胶(PP/PP-MAH/CNBR)复合材料的力学性能最优,与纯PP比较其冲击强度提升了2.2倍,拉伸强度仅仅降低了26%,是理想的微发泡复合材料。     

抗氧剂/光稳定剂对3D打印光致变色木塑复合材料性能的影响

功能性光致变色木塑复合材料(PWPC)使用寿命通常较短,因此本研究将抗氧剂1010和光稳定剂770引入到PWPC中,以改善复合材料的力学和耐光疲劳等性能。采用熔融共混法制得杨木粉/聚乳酸(WF/PLA)基光致变色复合材料,通过熔融沉积技术(FDM)打印成型,对制备的WF/PLA复合材料力学、界面相容性、热稳定性和耐光疲劳性能进行分析表征。与WF/PLA复合材料相比,当只添加抗氧剂1010时,WF/PLA复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别提高了42.58%、23.25%、6.52%;只添加光稳定剂770时,WF/PLA复合材料拉伸强度提高,弯曲强度和冲击强度均下降。当抗氧剂1010与光稳定剂770以质量比为1∶1添加到WF/PLA复合材料中时,在这两种助剂的协同作用下,WF/PLA复合材料的拉伸强度提高了1.8%,弯曲和冲击强度分别减小了9.3%和22.1%,相比于其他复配体系样品,力学性能降低幅度最低。此外,与WF/PLA复合材料相比,抗氧剂1010与光稳定剂770质量比为1∶1的WF/PLA复合材料的热降解性能和耐光变疲劳性能得到改善,质量损失为5%时的温度为219.84℃。老化第10天,其表面颜色变化值ΔE由5.3增至6.7,增加了26.7%。      

EP含量对PP/PP-g-MAH/EP微孔发泡复合材料发泡行为及力学性能的影响

采用化学发泡法制备了聚丙烯/聚丙烯接枝马来酸酐/环氧树脂(PP/PP-g-MAH/EP)微孔复合发泡材料,研究了EP粉体含量对其发泡行为及力学性能的影响。结果表明,EP粉体在发泡过程中起异相成核作用,且与PP-g-MAH反应形成的交联网络结构提高了复合材料的熔体强度,从而显著改善了泡孔结构。随着EP含量增加,微孔发泡材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都呈现先增大后减小的趋势。当EP含量为5%时,复合材料的泡孔尺寸最小,泡孔密度最大,泡孔分布最均匀,微孔发泡材料的冲击强度最大;当EP含量为1%时,拉伸强度、弯曲强度最大,发泡材料的综合力学性能最佳。     

木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响

以超临界CO_2为发泡剂,设计高温保压、低温快速泄压发泡的工艺,制备微孔发泡木粉/聚乳酸复合材料。利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪对复合体系结晶及流变性能进行分析。采用排水法及扫描电镜研究了木粉含量对发泡材料表观密度、发泡倍率,泡孔密度及泡孔形貌的影响。结果表明,木粉的加入提高了木粉/聚乳酸复合材料熔体的复数黏度和储能模量,降低了聚乳酸的结晶度,提高了泡孔密度,减小了泡孔尺寸。当木粉含量为20%时,木粉/聚乳酸发泡材料表观密度为0.19g/cm~3,发泡倍率达到7倍,泡孔密度为7.23×10~8 cm~(-3),平均泡孔直径为20μm。     

MAH/GMA共接枝聚乳酸对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用熔融接枝法分别制备马来酸酐接枝聚乳酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸和马来酸酐/甲基丙烯酸缩水甘油酯共接枝聚乳酸,并利用红外光谱对接枝共聚物进行结构表征。分别以三种接枝共聚物为相容剂,采用注塑成型制备了木粉/PLA复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断面形貌进行微观分析,结果表明,加入不同接枝共聚物后木粉/PLA复合材料两相看不出明显相界面,界面相容性得到改善。对不同接枝共聚物制备的复合材料的力学性能、加工流动性能和动态流变性能测定的结果显示,加入MAH/GMA共接枝聚乳酸后的木粉/PLA复合材料和未添加相容剂的复合材料相比,拉伸强度和冲击强度分别提高了9.54%和7.23%,复合体系的平衡扭矩和剪切热提高,储能模量及复数黏度均增大。     

超临界二氧化碳发泡制备可控形貌的聚乳酸微孔材料

应用超临界CO2制备微孔聚乳酸,研究发泡条件和结晶度对微孔形貌的影响。结果表明,固定饱和压力与降压速率,升高温度有利于泡孔的生成;超过聚乳酸(PLA)完全熔融温度,无法生成泡孔;固定发泡温度与降压速率,提高压力有与温度类似的作用;由于PLA较低的熔体强度,降压速率的提高增大了生成泡孔之间的竞争,可形成孔道连通的微孔形貌;而PLA本身的结晶度很大程度上影响了PLA可发泡的区间,结晶不利于发泡。     

热模压工艺参数对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度的影响

采用四元二次通用旋转组合设计试验方法,研究了聚乳酸与竹纤维混合比例(PLA/BF)、竹纤维粒径、热模压温度、热模压时间等4个因素对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度(TS)的影响,并采用差示扫描量热仪(DSC)对复合材料进行了热力学表征。结果表明,PLA/BF、热模压温度、热模压时间对复合材料的拉伸强度影响显著,热模压温度与热模压时间存在显著的交互效应。DSC分析显示,PLA/BF、竹纤维粒径、热模压温度/时间工艺参数影响材料中PLA的结晶度(Xm)。本试验条件下的聚乳酸/竹纤维复合材料热模压优化工艺参数为:PLA/BF为90/10,竹纤维过100目标准筛,热压温度160℃,热压时间25min,理论最大TS为66.40MPa。     

亚麻纤维增强聚乳酸可降解复合材料的制备与性能

将制浆造纸用亚麻短纤维与聚乳酸(PLA)熔融共混,用注塑方法成型亚麻纤维/聚乳酸复合材料试样。通过差示扫描量热实验(DSC)、动态力学性能测试(DMA)、热重分析(TGA)和力学性能测试等方法,研究了聚乳酸和亚麻纤维在不同质量配比下,复合材料热性能、动态力学性能和力学性能的变化规律。随着亚麻纤维的加入,复合材料的结晶度增大,热稳定性增强,储能模量得到提高,力学性能也有了明显变化:纤维含量为20%时,拉伸强度为45.88 MPa,比纯PLA的增加了21%;同时,弯曲模量的增幅达到30%。     

柑橘皮渣/淀粉基复合发泡材料的纳米改性研究

目的在柑橘皮渣/淀粉基复合材料中添加纳米材料,对其进行纳米改性研究。方法分别将质量分数为1%,3%,5%,7%等4种纳米蒙脱土添加到柑橘皮渣/淀粉复合材料中,采用双螺杆挤出制备复合发泡材料,并检测复合发泡材料的膨胀率、表观密度、压缩强度、吸湿性能、微观结构和红外光谱。结果添加质量分数为1%和3%的纳米蒙脱土,均能显著增强复合发泡材料的压缩强度,且添加质量分数为3%的纳米蒙脱土,能使复合发泡材料具有最大膨胀率、最低表观密度和丰富的泡孔结构,而添加质量分数为5%和7%的纳米蒙脱土,并不利于复合发泡材料的挤出成型。结论添加适量的纳米材料可以提高柑橘皮渣/淀粉基复合材料的发泡效果,增强力学性能。