工艺条件对PBAT/PLA原位成纤共混体系结构与性能的影响

将质量比为80/20的PBAT/PLA共混物在单螺杆挤出流延成型机中通过调控工艺条件（口模温度、拉伸速度）直接熔融共混制备PBAT/PLA原位成纤共混薄膜。结果表明,在较低口模温度时,随着拉伸速度的提高,PLA微纤细化程度加大,结晶度先提高后降低,纵向拉伸强度先增加后减小,力学性能各向异性明显。在口模温度为150℃、拉伸速度为5.0 m/min时,共混体系中PLA成纤效果最明显;PBAT和PLA的结晶度最高分别为4.8%和23.7%;纵向拉伸强度达到29.8 MPa,比纯PBAT提高了41%。     

制备工艺对PLA/PBAT/OMMT三元复合材料微观结构与性能的影响

采用两步法工艺,先制备聚乳酸/有机改性蒙脱土（PLA/OMMT）复合材料,然后将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）共混制得（PLA/OMMT）/PBAT复合材料,再与一步法工艺制备的PLA/PBAT/OMMT复合材料进行性能对比研究。对复合材料中不同相的界面张力进行了测试,对复合材料的微观结构进行了透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察,对PLA的熔融与结晶行为进行了分析。结果表明,OMMT的加入降低了PBAT分散相尺寸,模糊了PLA与PBAT之间的相界面,改善了二者间的相容性;两步法工艺制得的复合材料中OMMT对PLA和PBAT两相增容效果及分散相的均匀性均优于一步法;在亲和性的作用下OMMT倾向于分布在PLA相以及PLA与PBAT相界面处;OMMT与PBAT协同增韧PLA效果明显。     

双增PLA/PBAT/TiO2复合材料的制备及性能研究

以机械共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/Ti O2复合材料,对复合材料的热性能、力学性能和晶体结构进行研究与分析。研究发现:PBAT与Ti O2的加入能增韧增强PLA/PBAT/Ti O2复合材料,并能提高复合材料的热稳定性;随着PBAT含量的增加,PLA/PBAT/Ti O2复合材料的断裂伸长率先增后减,拉伸强度先不变后急剧下降,当PBAT含量为40%时样品的断裂伸长率达到极大值,PBAT含量为50%时样品的拉伸强度急剧下降;在熔融过程中,PLA/PBAT/Ti O2复合材料存在玻璃化转变、冷结晶行为和双重熔融转变;且复合材料存在PLA的两种晶型结构-α和β晶型。     

PLA/PBAT原位微纤复合材料的制备与性能研究

采用自制的多级挤出拉伸装置实现了聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)中原位成纤,并对PLA/PBAT原位微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了研究。结果表明,PLA在PBAT基体中形成了微纤,随着PLA含量的增加,PLA微纤的平均直径增大;纯PBAT经多级挤出拉伸装置制得的片材的拉伸强度为50.1 MPa,随着PLA微纤含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐下降,断裂应变及拉伸模量逐渐增大;随着PLA微纤含量的增加,体系的G′逐渐升高,在低频区复合材料的G′对频率的敏感性降低,当PLA微纤含量为20%,复合材料的弹性性质更加明显。     

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。     

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。     

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。     

PBAT及增容剂含量对PLA/PBAT共混物结构和性能的影响

通过拉伸试验、扫描电子显微镜和差示扫描量热法分析,研究了聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)用量对聚乳酸(PLA)/PBAT共混物拉伸性能、微观结构和热性能的影响。结果表明:PBAT能显著改善PLA韧性,增韧效果与PBAT相尺寸及两相间相互作用有关。当m(PLA)∶m(PBAT)=80∶20时,PLA/PBAT共混物的断裂拉伸应变提高约8倍。自制接枝共聚物增容剂能显著改善PLA与PBAT的相容性,提高两相间的相互作用。接枝共聚物增容剂最佳用量为6phr时,共混物断裂拉伸应变提高1倍多。     

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 %。     

马来酸酐接枝细菌纤维素改性聚乳酸研究

制备了马来酸酐接枝细菌纤维素（BC-g-MAH）,然后采用溶液浇铸法将BC-g-MAH与聚乳酸（PLA）制备成复合材料,通过红外光谱、差示扫描量热分析、拉伸实验和热失重分析等测试手段,研究了由PLA与不同含量BC-g-MAH制备成的复合材料的结构和性能。结果表明,MAH对BC进行了成功的接枝,制得的BC-g-MAH与 PLA具有较好的界面相容性;随着BC-g-MAH含量的增加,改性后的复合材料的结晶度、拉伸强度和拉伸模量较纯PLA有较大提高;BC-g-MAH含量为 20 %（质量分数,下同）时,复合材料的结晶度、拉伸强度和拉伸模量较纯PLA分别提高了17.1 %、69.4 %和428.4 %,复合材料热稳定性能也有了显著增强。     

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。     

功能化纳米纤维素复合PLA/PBAT薄膜的制备及性能

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为改性剂对纤维素纳米纤维(CNF)进行功能化改性，并用聚丙二醇(PPG)对改性后的CNF进行包覆，制备了CNF-PPG纳米粒子。将其作为填料加到聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)聚合物基体中，用溶液浇铸法制备了PLA/PBAT/CNF-PPG复合薄膜。通过FTIR、XPS、SEM、DSC、TG对薄膜进行了表征，探讨了PLA与PBAT的质量比及CNF-PPG纳米粒子的添加量对复合薄膜机械强度、热稳定性、阻隔性能的影响。结果表明，PLA/PBAT薄膜比纯PLA薄膜具有更高的韧性和热稳定性；当m(PLA)∶m(PBAT)=90∶10、CNF-PPG纳米粒子用量(以PLA和PBAT的质量为基准，下同)为10%时，PLA/PBAT/CNF-PPG(90/10/10)复合薄膜的拉伸强度达到(33.38±0.64) MPa，断裂伸长率为39.97%±0.67%；复合薄膜最终降解温度从纯PLA膜的394℃提高到435℃；复合薄膜的水蒸气和氧气透过系数分别为4.98×10^–14 g·cm/(cm²·...     

基于微纳层叠共挤的PLA/PCL可降解微层薄膜的制备及性能研究

采用微纳层叠共挤出设备制备聚乳酸（PLA）/聚己内酯（PCL）可降解微层薄膜,利用扫描电子显微镜、万能材料试验仪、差示扫描量热仪和热失重分析仪等对微层薄膜的微观结构、力学性能和热稳定性进行表征。结果表明,PLA/PCL微层薄膜的热稳定性和力学性能均优于PLA/PCL共混薄膜;PCL对微层薄膜具有明显的增韧效果,同时可提高微层薄膜的结晶性能和热稳定性;当PLA/PCL配比为40/60、50/50或60/40时,PLA/PCL微层薄膜具有良好的综合性能,此时拉伸强度高于51.2 MPa,断裂伸长率高于568.6 %,冲击强度高于100.7 J/m,微层薄膜中PLA相的结晶度高于43.28 %、热降解峰值温度高于373.22 ℃。     

PLA/PBAT/纳米碳酸钙三元复合材料的微观形貌与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PLA/PBAT)共混物和PLA/PBAT/纳米碳酸钙(PLA/PBAT/nano-CaCO_3)复合材料;通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和微机电子万能试验机研究了PLA/PBAT共混物的微观结构、相容性、熔融与结晶行为及力学性能;不同含量的nano-CaCO_3对PLA/PBAT/nano-CaCO_3三元复合材料中PLA的熔融与结晶行为及复合材料力学性能的影响及nano-CaCO_3在PLA/PBAT共混物中的分布行为。DSC表明,与少量的PBAT共混后,PLA的结晶度提高;而加入nano-CaCO_3后,PLA的结晶温度降低;SEM表明,PLA与少量PBAT部分相容,且nano-CaCO_3选择性地分布在PBAT相中;力学性能测试表明,与PBAT共混后,PLA的韧性得到很大程度的改善,且nano-CaCO_3与PBAT起到了协同增韧的作用,冲击强度提高了162%;但nano-CaCO_3的加入量存在阈值,超过10%时,会使PLA/PBAT/nano-CaCO_3复合材料的拉伸强度下降。     

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料,探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明,PBAT/PLA共混材料中,随着PLA含量的增加,拉伸强度先降低后升高,当PLA含量为90 %时,拉伸强度达到60.12 MPa,而其断裂伸长率从703 %降低至8 %,由韧性材料逐渐转变为脆性材料;PLA含量为30 %时,性能变化出现拐点;PLA含量为50 %时出现明显相分离,且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶,使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃;PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时,都可以实现较好的吹膜过程,且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa,断裂伸长率不低于137 %。     

环境友好型3D打印材料聚乳酸的制备及性能

通过改进直接聚合法制备了新型三维打印材料聚乳酸(PLA),并利用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等表征了PLA的结构、并测试了其热稳定性和其他性能。结果表明:采用改进后的工艺能成功制备PLA,该材料在226℃后才有明显的失重现象且其熔点、熔体流动速率、拉伸强度分别为130.65℃,9.58g/10 min,63.2 MPa。新型PLA材料具有优异的热稳定性、流动性及高的拉伸强度。     

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯原位复合材料的研究

先通过熔融共混方法制备聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)共混材料,然后将该共混材料加入微纳层叠共挤出设备中,通过该设备使PBS在PLA基体中原位成纤,制备PLA/PBS原位成纤复合材料;进一步对该原位成纤复合材料进行扫描电子显微镜、机械性能、差热量热分析等研究。结果表明,PBS在PLA基体中实现原位成纤,且PBS在低含量时也能够形成纤维,当PBS质量分数为10%时,PBS纤维的直径为1.16~1.52μm,随着PBS含量的增加,PBS纤维直径逐渐增大;PBS的加入提高了PLA的断裂伸长率,当PBS质量分数为30%时,PLA的断裂伸长率提高近300%,但降低了PLA的拉伸强度;PBS经原位成纤后,PBS的结晶度及熔融温度得到提高,PBS纤维能更好地为PLA提供一定的晶核,使得PLA的冷结晶温度降低。     

原位聚合法制备聚乳酸/滑石粉复合材料

用硅烷偶联剂对超细滑石粉（Talc）改性后,采用原位聚合法制备出不同质量分数的聚乳酸/滑石粉（PLA/Talc）复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、核磁共振波谱仪（NMR）、热失重分析仪（TG）、偏光显微镜（POM）等方法对复合材料进行表征。结果表明,Talc粒子在复合材料中均匀分散;PLA/含量3 %Talc的复合材料的拉伸强度、冲击强度分别比纯PLA增加了102.56 %和47.83 %,复合材料的热稳定性也明显提高;Talc促进了PLA结晶性能,在一定程度上提高其力学性能,复合材料降解速率比于纯PLA明显加快。     

蛭石/PBAT复合薄膜的制备与性能

使用蛭石（VMT）作为填料,以可生物降解的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）作为基体,采用熔融-吹塑法制备出蛭石/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（VMT/PBAT）复合薄膜,并通过添加聚苯乙烯马来酸酐共聚物（SMA）作为相容剂制备了VMT/PBAT/SMA复合薄膜。对纯PBAT薄膜、VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热性能、流变性能、水蒸汽阻隔性能、断面微观结构和力学性能进行了测试。结果表明,相比纯PBAT薄膜,蛭石的填充使VMT/PBAT复合薄膜的热稳定性降低,相容剂SMA的添加增强了VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性;蛭石的添加使复合薄膜的结晶度降低了约2%。水蒸汽透过量测试表明,两种复合薄膜水蒸汽阻隔性能符合国家标准;VMT的添加使VMT/PBAT复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,而添加相容剂SMA使VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率相比VMT/PBAT复合薄膜提高约10 %。     

硅藻土负载ZnO制备及填充PLA/PBAT复合材料性能

将硅藻土原土作为载体,采用吸附-化学沉淀方法制备硅藻土负载ZnO(D-ZnO),用其填充制备抗菌性PLA/PBAT复合材料。对比研究了D-ZnO和市售纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料后,复合材料的抗菌、力学和结晶性能。结果表明,硅藻土表面成功负载六方纤锌矿型ZnO,负载率为12.81%。硅藻土原土对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌基本没有抑菌作用。而D-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的杀菌作用,0.25 mg/mL D-ZnO水溶液处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率达到100%。当采用1份D-ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率可以达到99.5%和98.9%;采用相同含量的纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仅为91.7%和90.9%。当D-ZnO填充量为1份时,PLA/PBAT/D-ZnO复合材料的力学性能变化较小,结晶度由5.9%提高至17.5%;而采用相同含量的纳米ZnO填充时,PLA/PBAT/ZnO复合材料的力学性能约下降了50%,并且,纳米ZnO对PLA/PBAT成核具有抑制作用。