碳纳米管和立构复合晶对聚乳酸/碳纳米管复合材料结构和性能调控

通过溶液-熔融共混的方法制备了不同导电填料含量的多壁碳纳米管(MWCNT)/立构复合晶(SC)/聚乳酸(PLA)导电复合材料,借助差式扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和自组装电阻仪详细地研究了MWCNT/SC/PLA导电复合材料的结晶性能与导电性能的关系.结果表明,通过溶液-机械共混的方式制备的MWCNT...     

基于纤维素纳米晶的成核效应制备高性能立构复合聚乳酸低温烧结制品

低温烧结成型是一种制备立构复合聚乳酸(SC-PLA)制品的新方法。然而,由于在SC-PLA初生粉末的烧结过程中,颗粒界面区的左旋聚乳酸/右旋聚乳酸(PLLA/PDLA)分子链难以充分扩散并结晶形成高含量可"桥接"界面的SC新晶体,导致颗粒间的黏结强度较低、制品性能不理想。为了突破界面区分子链相互扩散困难的限制,将PLLA接枝的纤维素纳米晶体(CNC-g-PLLA)均匀包覆在SC-PLA粉末颗粒表面,成功利用CNC-g-PLLA作为成核剂诱导分子链在其表面直接结晶形成大量的SC新晶体,进而实现了粉末颗粒界面的紧密黏合。结果表明,仅添加0.05%的CNC-g-PLLA即可使烧结制品的结晶度由42.1%大幅提高到56.1%,制品的耐溶剂性和拉伸强度均得到显著提升。     

立构复合聚乳酸的制备及表征

采用熔融缩聚法制备聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)预聚物;将相对分子质量相近的PLLA和PDLA预聚物分别溶于二氯甲烷中,进行溶液共混,制备部分或全部立构复合聚乳酸(sc-PLA);采用固相聚合的方法提高sc-PLA的相对分子质量,并对sc-PLA的结构和性能进行了表征。结果表明:sc-PLA的熔点比聚乳酸约高55℃,且与立构复合晶体结构有关;随着共混物中PLLA含量的增加,固相聚合后,scPLA的相对分子质量增加;立构复合结构的形成并不能提高sc-PLA的热降解温度,提高相对分子质量能明显提高sc-PLA的热稳定性,且相对分子质量越大,sc-PLA初始热降解温度越高,最高可达270℃。     

注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析

采用左旋聚乳酸（PLLA）和右旋聚乳酸（PDLA）为原料,采用熔融共混法制备了立构复合聚乳酸（SC?PLA）粉末,再通过注射成型制备了SC?PLA样条,并通过差示量热扫描仪（DSC）和热变形温度测定仪对SC?PLA粉末和样条的熔融、结晶情况和热变形性能进行了表征分析。结果表明,SC?PLA粉末的结晶能力与初始熔融状态直接相关;当熔融温度为220~230 ℃时,SC?PLA粉末的熔融稳定时间增加,有助于SC?PLA体系结晶,该温度适合SC?PLA的注射成型加工;SC?PLA样条中SC?PLA结晶度越高,均聚物PLA结晶度越低,越有助于样条热变形性能的提高;低注射温度和以SC?PLA粉末、PLLA、PDLA为原料成型有助于SC?PLA样条在220 ℃下加热再退火后获得较高的SC?PLA结晶度,其热变形温度最高可达到150 ℃以上;注射成型过程中,有利于保留更多SC?PLA晶体和提高SC?PLA结晶度的方式,有助于提高样条在退火后的热变形性能。     

熔融共混立构复合聚乳酸的制备及其性能研究

采用微型双螺杆挤出机制备了立构复合聚乳酸(scPLA),并添加聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)对其进行增韧改性。采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、维卡软化点分析(VST)、拉伸和冲击试验等对其进行了测试。结果表明当左旋聚乳酸和右旋聚乳酸比例为1∶1时,能够形成完全的立构复合(SC)晶体结构,不含有同质结晶(HC)晶体结构,且结晶度最高;熔点高达230℃,比聚乳酸均聚物提高了50℃;维卡软化温度高达174. 2℃,比聚乳酸均聚物提高了115℃;力学性能也有了一定提升,但是仍然发生脆性断裂。加入PBAT进行增韧后,样品的韧性得到较大改善,发生塑性变形,屈服强度为68. 6 MPa,断裂伸长率达到9. 8%,冲击强度提高到36. 5 k J/m^2,且断裂强度(77. 7 MPa)没有损失。     

不同构型聚乳酸共混体系的立构复合结晶研究进展

左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)在共混体系中可形成立构复合(sc)结晶,与聚乳酸(PLA)同质结晶材料相比,sc 结晶材料具有良好的耐热性和耐化学稳定性。因此,sc 结晶是改善PLA 综合性能的一种有效手段。但在PLLA/PDLA 共混体系中,存在各自的同质结晶与两者之间sc 结晶的竞争,所以制备高耐热sc 型PLA 材料的关键之一是理解其sc 结晶的形成条件与机理,进而调控和促进其sc 结晶程度。在PLLA/PDLA 共混物中,sc 结晶受聚合物化学结构、结晶与加工条件等诸多因素影响,其影响规律和机理较复杂。根据PLLA/PDLA共混物sc 结晶行为影响因素的不同,从聚合物分子量、立构规整性、共混比例、分子链拓扑结构、结晶方式与条件、加工助剂和其他组分加入6 个方面出发,详细综述了PLLA/PDLA 共混物sc 结晶及其sc 材料制备的研究进展,以期为高耐热生物基PLA 材料的加工制备提供指导。     

表面改性对亚麻纤维/立构聚乳酸复合材料性能的影响

探讨了碱处理和硅烷偶联剂处理两种表面改性方式对亚麻纤维(flax)的结构和表观形态的影响,并采用熔融共混和注塑成型制备了10%flax/立构聚乳酸(sc-PLA)复合材料,通过力学性能、DSC、SEM、维卡软化点测试等方法探讨了表面改性方式对flax/sc-PLA复合材料力学性能、结晶性能、断面形貌及耐热性能的影响。结果表明:碱处理后flax表面附着的半纤维素等被去除,而硅烷偶联剂的处理效果不明显;表面改性对复合材料的结晶度影响较小;未经改性处理的复合材料的力学性能最佳,碱处理的次之,硅烷处理的最低;而未经改性处理的复合材料的耐热性能也最佳,其维卡软化温度达到155.6℃。     

聚乳酸立构嵌段共聚物的合成与表征

以左旋和右旋丙交酯为原料,通过开环聚合制备了含有左旋和右旋乳酸链段的聚乳酸立构嵌段共聚物.采用红外光谱对其分子结构进行表征,表明共聚物已成功合成;并采用差示扫描量热仪和X射线衍射仪对共聚物的熔点和晶型进行研究,表明所得嵌段共聚物具有立构复合结构;采用乌氏粘度计对共聚物的分子量进行研究,表明共聚物的粘均分子量为25600...     

聚乳酸立构选择性聚合的研究进展

以高光学活性的聚乳酸合成为出发点,对近年来聚乳酸的非立构选择性聚合与立构选择性聚合的国内外研究进展进行了较详细的总结和评述;对聚乳酸立构选择性聚合的发展进行了预测,指出高效立构选择性催化体系的筛选和聚合工艺的优化是聚乳酸工业发展的关键.     

增容作用对聚乳酸/高密度聚乙烯合金发泡行为的影响

以乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（GEMA）为增容剂,采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/高密度聚乙烯（PE-HD）增容合金。以CO2为发泡剂进行釜压发泡,制备出PLA/PE-HD增容合金泡沫。结果表明,加入GEMA后,聚合物合金的结晶能力有所下降和流变性能略有提高;随着GEMA含量的增加,PE-HD分散相尺寸减小,数量增多,聚合物合金发泡样品的泡孔结构可以实现从复合泡孔到单一泡孔的转变。     

PS/PLA共混物的相态结构及其发泡行为研究

采用密炼机制备了聚苯乙烯/聚乳酸(PS/PLA)共混物,以超临界二氧化碳(CO2)为物理发泡剂,采用釜压法制备了PS/PLA共混物泡沫。采用差示扫描量热仪、偏光显微镜和扫描电子显微镜研究了PLA等温结晶行为、PS/PLA共混物的相态结构和PS/PLA共混物泡沫的泡孔结构。结果表明,反应型增容剂使PLA的等温结晶速率提高,晶体尺寸降低;增容剂能够促进PLA在PS中的分散;PLA的加入在发泡过程中能够起到异相成核作用,PLA的结晶有利于气泡的增长和稳定。     

聚乳酸/纳米蒙脱土纳米复合材料的制备与挤出发泡研究

采用熔融插层法制备了聚乳酸/有机改性纳米蒙脱土（PLA/OMMT）复合材料,对其复合结构、力学性能、热性能、动态流变性能进行了测试和表征,并研究了复合材料的挤出发泡行为。结果表明,不同含量的OMMT与PLA进行熔融插层会形成不同的插层与剥离结构;3 %的OMMT可以提高PLA的力学性能、改善热性能;OMMT能够提升PLA的熔体强度,同时在挤出发泡过程中起到成核剂的作用,并且能够减弱发泡剂气体向PLA熔体外部的扩散,从而提高PLA挤出发泡的效果。     

纳米纤维素协同聚氨酯增强增韧聚乳酸的研究

以聚乳酸（PLA）为基体、聚氨酯（PU）为增韧相、纳米纤维素（NCF）为增强相,通过溶液法与熔融共混制得PLA/PU/NCF复合材料,研究了PU和NCF的含量对PLA力学性能与热稳定性的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和力学性能测试手段对PLA/PU/NCF复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明,柔顺的PU分子限制了PLA的结晶,提升了PLA基体的韧性;刚性的NCF通过氢键作用提升了PLA基体的强度;当NCF含量为3 %、PU含量为17 %时,PLA/PU/NCF复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比纯PLA提升了12.10 %和694.91 %;高温热稳定性有了显著改善,复合材料的600 ℃残炭率为19.36 %。     

成核剂TMC-300对聚乳酸等温结晶的影响

通过DSC考察了成核剂TMC-300对聚乳酸（PIA）成核结晶过程的影响,发现成核剂TMC-300可以有效地促进聚乳酸的成核结晶。在使用Avrami方程对该体系进行评价时发现,该方程只适应于聚乳酸结晶初期的评价,而在后期则出现严重偏离现象。     

微发泡PP/云母粉复合材料的发泡行为

采用化学发泡法,以异相成核理论为基础,研究不同含量云母粉对PP/云母粉复合材料发泡行为的影响,制备了微发泡PP/云母粉复合材料.结果表明:随云母粉含量的增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加.云母粉质量含量为8%时,可得到泡孔直径22.1 μm左右、泡孔密度接近2.7×107的微发泡聚丙烯材料,可以作为聚丙烯发泡的良好发泡体系.     

聚乳酸/玄武岩纤维复合材料的制备及性能研究

利用混杂原理,先将玄武岩纤维与聚乳酸纤维混合制成针刺毡,再与聚乳酸树脂复合,以提高树脂基体对增强体结构的渗透和结合性能。采用正交试验法,以混杂针刺毡中聚乳酸纤维含量、复合层压压力、复合层压温度为影响因素,讨论了混杂复合层压工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,采用混杂复合工艺有利于复合材料力学性能的改善,且混杂纤维含量在一定范围内时,复合材料的力学性能会随着混杂纤维含量的增加而线性增强,同时复合层压压力的增加也有利于复合材料力学性能的改善;采用混杂复合工艺时,复合层压温度对复合材料力学性能的影响规律不同于传统层压复合时复合层压温度对复合材料力学性能的影响,复合层压温度过高不利于复合材料力学性能的提高。     

聚乳酸纤维/聚乙烯醇纤维协同增强热塑性淀粉复合材料

为提高热塑性淀粉(TPS)塑料的力学和耐水性能,通过挤出工艺制备了含量为1％(质量分数,下同)的聚乳酸纤维(PLAF)及不同含量的聚乙烯醇纤维(PVAF)共同增强的热塑性淀粉复合材料.研究了含量为0.2％～1.4％的PVAF对TPS/PLAF/PVAF复合材料力学性能、断面形貌、耐水性能及转矩流变性能的影响.结果表明,...     

可生物降解PBAT/PLA/生物质垃圾袋的制备和表征

将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）进行共混,然后添加竹粉、木质素和秸秆粉,利用混合熔融造粒、挤出吹膜工艺制备了PBAT/PLA/生物质粉（BP）（质量比74.26/4.95/19.80）复合垃圾袋,并采用扫描电子显微（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射测试（XRD）、热重分析仪（TG）及差示扫描量热仪（DSC）等对垃圾袋的微观形貌、组成、耐热性能、拉伸性能及抗漏性能进行了测试和表征,对其实用性进行了评估。结果表明,3种BP在PBAT/PLA基体中分散性较好,对薄膜结构和热性能几乎没有影响;添加竹粉和木质素材料的垃圾袋相比于添加秸秆粉的垃圾袋有明显的强度优势,强度提高了40 %以上。本研究对于降低PBAT/PLA垃圾袋的生产成本、促进生物降解材料的产业化应用具有重要借鉴意义。     

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。