PLA/HTCC-MMT插层复合材料的绿色合成、表征及热降解动力学分析

以乳酸锌为绿色催化剂,采用丙交酯开环聚合法制备了聚乳酸/壳聚糖季铵盐改性蒙脱土(PLA/MMT HTCC)纳米复合材料。通过红外光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了表征,采用Kissinger法和Ozawa法进行热降解动力学分析,得到材料的表观活化能。结果表明,PLA/MMT HTCC为插层型纳米复合材料, PLA/MMT HTCC的热分解峰值温度(Tp)比PLA最多高35.18 ℃,通过MMT HTCC插层的实现,材料的热分解活化能得到了提高,从而提高了其热稳定性。     

PLA/OMMT纳米插层复合材料的合成、表征及降解性研究

以乳酸单体和有机蒙脱土(OMMT)为原料,通过原位插层聚合法合成了聚乳酸(PLA)/OMMT纳米插层复合材料, 分别采用傅立叶变换红外光谱( FT-IR)、X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等对PLA/OMMT复合材料的结构、形貌进行了表征和分析,同时研究了材料的降解性能。FT-IR表明,OMMT在聚合过程中被剥离成很小的粒子并分散在PLA基体中形成PLA/OMMT复合材料。由XRD分析可知MMT的层间距为1.260 nm,OMMT层间距为1.993 nm,PLA/OMMT复合材料中OMMT层间距为2.287 nm,层间距明显增大,表明PLA分子链插入到OMMT片层间,实现了原位插层聚合。透射电镜（TEM）分析表明,制备的PLA/OMMT复合材料形成了插层型结构,与红外光谱与XRD表征结果吻合。降解试验表明,介质对材料降解作用的次序为：NaOH＞HCl＞去离子水。在磷酸盐缓冲溶液中,随着降解时间的延长,材料的特性黏度在降解过程中不断下降。PLA/OMMT复合材料的降解速度要快于PLA,表明由于OMMT纳米粒子的存在,会加速材料的降解。     

PP/MWNTs和PP/OMMT复合材料的热降解动力学研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWNTs)与聚丙烯/纳米有机蒙脱土(PP/OMMT)复合材料,利用热重分析法研究了PP、PP/MWNTs及PP/OMMT在氮气气氛中的热降解过程,并采用Kissinger及Ozawa方法研究了复合材料的热降解动力学及热降解表观活化能.结果表明,MWNTs和OMMT的加入...     

聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及降解性能研究

以聚乳酸和有机蒙脱土为原料,通过溶液插层法制备了聚乳酸/有机蒙脱土复合材料,分别用傅立叶变换红外光谱、X.射线衍射、热重分析等对聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料的结构及热稳定性进行了表征,研究了材料的降解性能.结果表明,在聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料中蒙脱土层间距为2.21 nm.层间距明显增大,表明聚乳酸分子插入到蒙脱土片层间,形成了插层型纳米复合材料.复合材料的热分解温度提高,热稳定性比纯PLA有明显的提高.在NaOH介质中降解结果表明,材料在碱性介质中降解性能和吸水性能良好.     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用十二烷基硫酸钠对钠基蒙脱土进行有机改性，将其层间距打开。用FT—IR和XRD进行表征。结果表明：有机插层剂已插层进入蒙脱土层间，然后利用乳液聚合法制备了聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料。DTA和TGA分析表明：与纯聚苯乙烯相比，所得聚苯乙烯／蒙脱土(PS／MMT)纳米复合材料的热性能得到提高。     

有机改性蒙脱土/聚乳酸纳米复合材料的制备及表征

以PLA(聚乳酸)为基体、CEC(阳离子交换容量)为0.5和1.0的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为NMMT[钠基MMT(蒙脱土)]的改性剂,制得CMMT(CEC改性MMT);然后用CTS(壳聚糖)对CMMT进一步改性,制得TFC(2次改性蒙脱土);最后采用熔融插层法制得PLA/CMMT、PLA/TFC纳米复合材料。研究结果表明:CMMT和TFC的FT-IR(红外光谱)图中出现了改性剂的特征峰,X-ray(X射线衍射)图中峰值向左移动,说明TFC和CMMT的层间距大于NMMT;改性PLA具有良好的物理性能和力学性能,改性NMMT含量越多,体系的团聚现象就越严重;当w(改性NMMT)=3%(相对于原料总质量而言)时,制备的纳米复合材料综合性能相对最好,并且具有环保佳、相容性良好和可降解等优点。     

聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料研究进展

分析了聚乳酸(PLA)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的结构,介绍了溶液插层复合法、原位插层复合法、熔融插层复合法等PLA/MMT纳米复合材料的制备方法,从力学性能、热稳定性能、降解性能、气体阻隔性能等方面阐述了PLA/MMT纳米复合材料的性能,并对PLA/MMT纳米复合材料的发展前景进行了展望。     

溶液插层法制备PLA/HTCC-MMT纳米复合材料及其性能表征

以壳聚糖(CTS)和新疆地产蒙脱土(MMT)为原料制备了壳聚糖季铵盐改性蒙脱土(HTCC-MMT),通过溶液插层法制备了聚乳酸(PLA)/HTCC-MMT纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)等对其微观结构、力学性能、热稳定性及降解性进行了表征和分析。结果表明:HTCC-MMT用量达到5%时,PLA/HTCC-MMT纳米复合材料的力学性最佳;HTCC-MMT的加入使PLA/HTCC-MMT纳米复合材料热稳定性得到了提高加,快了PLA的降解。     

交联聚乙烯/丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

在制备交联聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料的过程中,利用交联聚乙烯的特征,通过在与蒙脱土熔融复合的过程中加入单体丙烯酸作为相容剂,制得交联聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料。用XRD、TEM进行表征,并对材料的力学性能进行测试。结果显示：复合材料的拉伸强度与原基材相比有所上升,而冲击强度有所下降。     

聚丙烯/纳米金刚石复合材料热降解动力学研究

用熔融共混法制备了纳米金刚石（Nano-diamond）/聚丙烯复合材料,利用热重分析（TGA）法研究了复合材料的热降解动力学,并采用Flynn-Wall-Ozawa,Friedman和Kissinger三种方法计算了共混物的热降解反应活化能(Ea)。结果表明,复合材料呈现单一阶段的降解过程,Nano-diamond有助于提高材料的热稳定性。复合材料的热稳定性随Nano-diamond含量的增加先增大后减小,当其含量为3%时,复合材料的热稳定性最好,热降解反应的Ea提高了5-30 kJ/mol。     

聚对苯二甲酸甲二酯的热分解行为及其动力学研究

研究了惰性气氛下聚对苯二甲酸甲二酯(PMT)的非等温热分解行为及其动力学,并与聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT)进行了对比。研究发现,PMT的热降解过程包括两个主要失重阶段,其热分解反应不是一级反应。第一阶段的起始分解温度较低是由于产物的分子链末端基中含有Br或Cl能催化聚合物的降解反应;第二阶段为分子链主体的热分解过程,由于分子链中苯环的密度较大,分子链的热稳定性比具有较低苯环密度的PBT要高。而PBT的降解失重过程仅为一个阶段,为一级反应。     

Mechanical Properties and Degrading Behaviors of Aluminum Hypophosphite-Poly(Lactic Acid) (PLA) Nanocomposites

The flame retardancy of poly(lactic acid) (PLA)/aluminum hypophosphite (AHP, phosphorous content = 41.87 wt.%) nanocomposites (PLA/(AHP-x), x = 15%, 20%, 25%; and x denotes the weight percentage content of AHP) was greatly enhanced by melt blending of AHP into PLA through twin-screw extruder and injection-molding process. The UL 94 V-0 flammability rating can be reached for PLA/(AHP-20%) with the LOI value over 28.8. The well dispersion of the AHP in PLA/(AHP-x) was investigated by FT-IR spectra under the line mapping model. Based on TGA results under a non-isothermal condition, the thermal degradation kinetics of PLA/(AHP-x) composites were studied by Kissinger’s, Ozawa’s and Flynn-Wall-Ozawa’s (FWO’s) methods. And those thermal degradation dynamic analyses showed lower activation energy (E_K or E_O) (from 155 to 122 kJ·mol^–1) corresponded to higher content of AHP (from 15 to 25 wt.%) for PLA/(AHP-x) nanocomposites. Kissinger’s, FWO’s and Coast-Redfern’s methods were used to discriminate the kinetic models and kinetic parameters for the thermal degradation of PLA/(AHP-x), which suggested conversion function G (α) = [-ln(1-α)]^2/3 or G (α) = α for the investigated process. The flame retardant PLA nanocomposites obtained in this study will become safety environment-friendly potential candidates in household and automobile engineering with high performance.     

聚乳酸/酯化纤维素/纳米CaCO_3复合材料的制备与表征

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/酯化纤维素/纳米CaCO3复合材料,并通过力学性能测试、差示扫描量热仪、热重分析和扫描电镜等测试手段对复合材料的性能进行了表征。结果表明,当酯化纤维素和纳米CaCO3的总含量小于5%时,能够起到较好的增强作用,复合材料的力学性能明显优于纯PLA;酯化纤维素和纳米CaCO3的加入起到了异相成核作用,但会降低复合材料的热稳定性;酯化纤维素在复合材料中分散充分,无聚集现象;但当填料总含量大于10%时,纳米CaCO3发生明显发生聚集。     

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。     

聚乳酸热老化和生物降解性能的影响研究

研究了添加氧化镁(MgO)对聚乳酸(PLA)性能的影响.结果表明:MgO的存在对PLA的结构影响不明显,使PLA结晶度降低,一定程度上抑制了PLA的老化,并且对PLA的降解有促进的作用.MgO对PLA力学性能下降有所抑制;同时也加快了PLA的降解速度.     

PLA/PBAu嵌段共聚物合成工艺优化及降解性能

以端羟基聚乳酸（PLA）、聚己二酸-丁二醇-尿素（PBAu）为预聚物,六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为扩链剂,制备出一种新型PLA/PBAu嵌段共聚物。研究了扩链剂用量、扩链温度以及催化剂用量对PLA/PBAu嵌段共聚物分子量的影响,确定了合成PLA/PBAu嵌段共聚物的最佳工艺条件。采用核磁共振、凝胶渗透色谱、差示扫描量热仪、扫描电镜等对共聚物薄膜结构及性能进行表征。结果表明：成功合成了PLA/PBAu嵌段共聚物,分子量可达10×10⁴,玻璃化转变温度约为41℃;并且随着PBAu含量的增加,共聚物的结晶度逐渐增加。以NaOH溶液为模拟液进行加速降解实验发现,当PBAu含量为30%时,可以显著提高嵌段共聚物的降解速率,并且通过调节PLA、PBAu预聚物的含量,可以控制嵌段共聚物的降解速率。     

Isothermal Curing Kinetics and Thermal Degradation of o-CFER/MeTHPA/O-MMT Nanocomposite

The isothermal curing kinetics of nanocomposite of o-cresol-formaldehyde epoxy resin (o-CFER), 3-methyl-tetrahydrophthalic anhydride (MeTHPA) with organic montmorillonite (O-MMT) were investigated by means of X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) using N,N-dimethyl-benzylamine as a curing accelerant. The XRD result indicates that an exfoliated O-MMT nanocomposite was obtained. The analysis of DSC data indicated that an autocatalytic behavior appeared in the first stages of the cure for the system, which could be well described by the Kamal model. In the later stages, the reaction is mainly controlled by diffusion and a diffusion factor, f(α), was introduced into Kamal's equation. In this way, the curing kinetics were predicted well over the entire range of conversion. The thermal degradation kinetics of this composite were investigated by thermogravimetric analysis (TGA), which revealed that with increasing O-MMT content, TG curves shift to higher temperature.     

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。     

PET/PbS纳米复合材料的热降解动力学研究

利用双螺杆挤出机挤出造粒制备了共混型PET/PbS纳米复合材料,并利用热失重(TG)方法研究了PET/PbS和纯PET在空气气氛下的热降解行为,发现PET/PbS和纯PET的热降解过程相似。利用Flynn-Wall-Ozawa法对数据进行处理,结果表明,在失重30%以前,PET/PbS-1(PbS质量分数1%)的降解活化能高于PET的活化能;当失重率在30%～70%时,PET/PbS-1的降解活化能小于PET的降解活化能。在降解前期,由于纳米PbS对PET分子链的某种限制作用,使得复合材料的活化能略高于纯PET;但在后期,PbS催化降解作用占据主导作用,使得复合材料的活化能低于纯PET,稳定性下降。