滑石粉与PEG的协同效应对PLA结晶性的影响

通过熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/滑石粉(Talc)/聚乙二醇(PEG)共混物,研究了共混物的非等温结晶过程,分析了PLA结晶过程中Talc和PEG的协同效应。结果表明:随着降温速率的增大,共混物的结晶峰温都向低温区偏移,结晶度降低,结晶速率提高;试验发现在成核阶段Talc起到促进晶核形成的决定性作用,Talc与PEG协同效应对PLA结晶速率的显著影响体现在生长阶段(Ⅱ区);偏光显微镜(POM)观察也表明Talc和PEG的协同效应在结晶期的生长阶段。     

PET/PBT共混物非等温结晶行为的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET/PBT)共混物的非等温结晶行为;研究了冷却速率对PET/PBT滑/石粉(Talc)成/核剂(P250)共混物结晶行为的影响。对其数据分别采用Jeziorny法、Ozawa法和Mo法进行处理。结果表明:PET/PBT共混物在加入滑石粉后相对结晶度(Xc)有所下降,但是结晶速率提高;PET/PBT/Talc体系单独引入成核剂体系效果更优;PET/PBT/Talc/P250体系随降温速率的增大,结晶度下降,结晶速率加快;Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶过程比较理想,Ozawa法则具有一定的局限性。     

聚己内酯对聚乳酸熔融结晶的影响

聚合物共混材料的结晶行为对材料性能有重要的影响,结晶行为是共混材料研究的主要问题。选用聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)共混材料,采用偏光显微镜和差示扫描量热仪,对PLA/PCL共混材料的结晶行为进行研究。通过等温结晶动力学,分析PCL对PLA在100和120℃时等温结晶的影响。结果表明,PCL相作为异相成核剂加入PLA相,使得PCL/PLA共混物中异相结晶成核效率提高,晶体直径减小,半结晶时间减小,提高PCL/PLA共混物的结晶能力。随着PCL相的占比增大,PCL/PLA(40/60)试样中出现"海-岛结构",异相成核效率增大,半结晶时间较小,结晶直径减小,结晶度减小。     

癸二酸二苯甲酰肼对PLA等温结晶行为及拉伸性影响

采用熔融共混法制备聚乳酸/癸二酸二苯甲酰肼(PLA/SBH)共混物。通过差示扫描量热(DSC)分析研究成核剂SBH添加量以及等温温度对PLA熔体等温结晶行为的影响。由结晶动力学分析可知,随着SBH添加量增大,PLA半结晶时间大幅缩短,结晶速率显著加快。加入SBH后,Avrami指数在2.51~3.14之间,PLA熔体结晶以异相成核为主,晶体生长为三维生长。对于PLA急冷模压样条,结晶度仅为2.9%。而加入1.0份SBH后,PLA熔体在134℃下经过3 min等温结晶处理后,所得PLA/SBH(100/1.0)模压样条结晶度达到42.0%。相对于急冷PLA样条,经过热处理的PLA/SBH(100/1.0)样条的维卡软化点由64.3℃大幅提升至160.6℃,而拉伸强度也有所增大。     

PET/凹凸棒土复合材料的结晶行为研究

通过双螺杆熔融共混法制备PET/凹凸棒土(AT)复合材料,用示差扫描量热计(DSC)研究了PET、PET/AT复合材料的结晶行为.非等温分析结果表明:在PET中引入AT提高了PET基体结晶温度和PET结晶速率.PET及PET/AT复合材料的结晶温度随降温速率的增大而移向低温.半结晶时间及结晶度随降温速率的增大而减小.基于Avrami方程的动力学分析表明:PET/AT复合材料的非等温结晶过程是带有异相成核的三维增长过程.     

可熔融加工聚乙烯醇的非等温结晶分析

通过差示扫描量热法(DSC)测试了成核剂对可熔融加工改性聚乙烯醇(PVA)结晶行为的影响,并在DSC的基础上用Ozawa法、Jeziorny法以及莫志深方法分析了改性PVA以及改性PVA/成核剂两种材料的非等温结晶动力学。结果表明:结晶度、结晶峰温度、结晶半衰期、结晶速率对降温速率有很强的依赖性;随着降温速率的增加,结晶速率常数增大,结晶度提高;在相同的降温速率下,复合体系的结晶速率常数较大,即成核剂的加入使改性PVA的结晶速率增加,具有异相成核的作用;其中莫志深方法能够较好地解释改性PVA的非等温结晶过程。     

聚乳酸共混增韧和耐热性能的研究

将乙烯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(GEBMA)和滑石粉(Talc)按不同比例加入聚乳酸(PLA)基体中,熔融共混制备PLA/GEBMA/Talc共混物。将GEBMA的质量分数固定为10%,探讨了不同含量的Talc对PLA/GEBMA/Talc共混物的力学性能、流变性能、热性能、相形态以及耐热性能的影响。结果表明:GEBMA的加入提高了PLA的韧性,冲击强度从纯PLA的4.3 kJ/m~2提高到PLA/GEBMA(90/10)的21.6 kJ/m~2。随着Talc含量的增加,PLA/GEBMA/Talc共混物的拉伸强度和冲击强度降低,弹性模量增加,PLA/GEBMA/Talc材料具有良好的力学性能。Talc起到了异相成核作用,可以提高结晶速率,减小PLA的晶体尺寸,改善了共混物的耐热性能。PLA/GEBMA/Talc材料可广泛用于可生物降解的注塑产品。     

聚丙烯／聚烯烃弹性体共混物非等温结晶动力学及力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物，在差示扫描量热仪上研究了PP及其共混体系降温过程的非等温结晶动力学，对所得数据分别用Jeziorny法和Mo法进行了处理，表明非等温结晶动力学参数Zc及Avrami指数n随冷却速率的增加而增加；对相同配比的共混物随着结晶度的增加，单位结晶时间里达到一定结晶度所需要的降温速率F(T)增大；当相对结晶度相同时，共混物需要的降温速率减小，所有这些均说明弹性体可作为聚丙烯结晶成核剂。另外，采用偏光显微镜研究了PP及其共混物的结晶形貌，测试了共混物的力学性能。结果表明，弹性体改性的共混物的结晶晶粒明显细化，共混物的冲击强度与断裂伸长率得到明显提高．韧性大幅度提高。     

等温冷结晶对PLA/PBAT共混物冲击韧性和耐热性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PLA/PBAT)共混物,并对其微观形貌、热性能、冲击性能和耐热性能进行了研究。结果表明,随着PLA/PBAT共混物中PBAT含量的增加,共混材料的无缺口冲击强度逐渐增大,其中当PBAT含量为30%时,共混材料的无缺口冲击强度达到最大值。再通过等温冷结晶提高PLA/PBAT材料的结晶度,以改善材料的耐热性能。结果表明,等温冷结晶样品的维卡软化温度(VST)明显高于急冷样品,且结晶度越高,VST值则越大;此外,90℃等温冷结晶20 min的样条无缺口冲击强度高于急冷样条,但当等温冷结晶温度提高至130℃时,样条的无缺口冲击强度下降,且低于急冷样条。因此,较低冷结晶温度有利于得到兼具良好耐热性能和冲击性能的PLA/PBAT材料。     

生物降解PBS/MMT共混体系结晶行为研究

通过差示扫描量热仪及Avrami方程对聚丁二酸丁二醇酯/蒙脱土(PBS/MMT)共混体系的结晶熔融行为和非等温结晶动力学进行了表征和分析。结果表明:PBS在86.9℃处出现结晶峰;随着无机成核剂MMT的添加(添加量1%~5%),PBS/MMT共混体系在120℃以上出现高温区结晶峰。PBS/MMT共混体系的低温区结晶温度、绝对结晶度和结晶活化能均高于纯PBS。随着MMT加入量的增加,共混体系的低温区结晶温度和绝对结晶度逐渐降低,结晶活化能呈现先升高后下降的趋势;高温区的结晶温度和结晶活化能逐渐升高,绝对结晶度则迅速下降,且当MMT加入量达到7%时,高温区结晶峰消失。MMT具有明显的异相成核作用,可以改变PBS结晶过程中的成核和增长方式,而对其结晶速率影响不显著,其结晶速率受降温速率的影响较大。     

废旧丁腈橡胶粉/聚丙烯复合材料的非等温结晶行为

采用熔融共混法制备了废旧丁腈橡胶粉/聚丙烯(WNBR/PP)和废旧丁腈橡胶粉/聚丙烯接枝马来酸酐/聚丙烯(WNBR/PP-g-MAH/PP)复合材料,采用差示扫描量热仪研究了PP、WNBR/PP及WNBR/PP-g-MAH/PP复合材料的非等温结晶过程,并通过Jeziorny方程研究了复合材料的非等温结晶动力学。结果表明,随降温速率的增大,所有试样的结晶峰温和结晶起始温度均向低温偏移,结晶度减小,结晶速率增大。WNBR能起到异相成核的作用,提高了PP的结晶速率,并且导致PP结晶成核和生长机理发生改变。     

纳米二硫化钼对聚乳酸等温结晶行为的影响

采用熔融共混法制备聚乳酸/二硫化钼(PLA/MoS_2)纳米复合材料。通过差示扫描量热法(DSC)研究纳米MoS_2含量对PLA等温结晶行为的影响,采用Avrami方程分析纳米复合材料的等温结晶动力学,并采用X射线衍射(XRD)测试材料的结晶结构。由等温结晶动力学计算结果可知,加入MoS_2纳米粒子后,PLA基体的结晶速率显著提高。例如,当结晶温度(Tc)为110℃,MoS_2含量由0增至2.0%时,试样的结晶半时间(t1/2)可由纯PLA的8.5 min大幅降低至3.2 min。而当Tc为120℃,MoS_2含量由0增至2.0%时,试样的t1/2由纯PLA的11.4 min降低至3.8 min。同时,随着MoS_2含量的增大,PLA基体的最大结晶度也有一定程度增大,说明MoS_2起到异相成核剂作用。PLA/MoS_2试样的Avrami指数在2.6~3.1之间,可知在MoS_2存在下,PLA晶体主要为异相成核和三维生长。     

GMA对PBAT/PLA共混物结晶性能的影响

选用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)与聚乳酸(PLA)共混改性剂,采用转矩流变仪与差示扫描量热仪(DSC)研究GMA对PBAT/PLA共混物黏度及结晶性能的影响,并采用Jeziorny法对其进行结晶动力学分析。结果表明,在PBAT中加入PLA可以促进PBAT结晶,当PLA质量分数为10%时结晶速率最高;保持PBAT/PLA=8∶2不变,在PBAT/PLA共混物中加入GMA,GMA在共混物中起到增塑作用,使共混物黏度降低,加工性能提高,共混物中PLA玻璃化转变温度降低,PBAT结晶度提高,结晶速率下降。     

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。     

PLA/Talc复合材料结晶动力学研究

采用密炼机熔融混炼制备了聚乳酸(PLA)基生物降解材料,并以滑石粉(Talc)作为成核剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂,研究了它们单独以及共同对PLA结晶能力的影响。使用DSC和热台偏光显微镜研究了PLA/Talc、PLA/PEG和PLA/PEG/Talc共混体系的等温结晶动力学,对所得数据用Avrami方程进行了处理,并计算了其活化能,结果表明:随着Talc的不断加入,加快了成核速率和球晶生长速率,缩短了半结晶时间并降低了活化能,表明Talc是有效的成核剂。而PEG的不断加入,提高了其结晶温度区间,并且球晶尺寸变得更大、更加完善,说明PEG是一个很好的增塑剂。     

PVDF/PMMA共混物非等温结晶动力学和晶体结构

通过差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）对纯聚偏氟乙烯（PVDF）和PVDF/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物在不同降温速率下的非等温结晶行为和晶体结构进行表征和分析,并采用Jeziorny法和莫志深法研究了各组样品的非等温结晶动力学。结果表明,PMMA含量过多（PVDF/PMMA质量比为6/4和5/5）会完全抑制PVDF结晶;对于纯PVDF和可结晶的共混物（PVDF/PMMA质量比为9/1、8/2、7/3）样品,随着PMMA含量的增加,共混物结晶温度先升高后降低,结晶速率先少许增大后减小,说明少量PMMA起异相成核作用,可促进共混物结晶,而大量PMMA可明显阻碍分子重排,抑制其结晶;PMMA的加入可促进共混物晶体结构向低维转变;共混物晶体结构主要是α晶型,PMMA含量的增加不改变共混物的晶型,且使共混物结晶度先增大后减小。     

PBT与聚酯型热塑性弹性体共混物的非等温结晶

考察了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)与聚酯型热塑性弹性体Hytrel共混物的非等温结晶行为,DSC结果表明:Hytrel软段的存在增加了异相成核作用,共混物成核速率提高,结晶范围变宽。分别用Avrami和Ziabicki两种方法处理共混物的非等温结晶数据,结果显示共混物的结晶速率常数介于PBT与Hytrel两者之间,而更接近于PBT;PBT∶Hytrel=1∶1.5的样品动力学结晶能力最大,异相成核速率最大,但结晶范围也最宽,半结晶期最长;PBT∶Hytrel=1∶2的样品结晶速率常数最大,半结晶期最短。     

聚乳酸（PLA）／己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）／乙酰化柠檬酸三丁酯（ATBC）共混物的结晶行为

采用熔融共混法制备聚乳酸（PLA）／己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）／乙酰化柠檬酸三丁酯（ATBC）共混物。用差示扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（POM）分析了乙酰化柠檬酸三丁酯（ATBC）对共混物PLA结晶行为的影响。结果表明当PLA／PBAT含量为80／20（质量比）时,随着ATBC量的增加,PLA的Tg、Tc和Tm降低,结晶度提高,球晶生长速率增加。     

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。     

聚乳酸的等温结晶研究

研究了成核剂SX,滑石粉（Talc）及SX与Talc复合对聚乳酸（PLA）结晶的影响。等温结晶动力学表明,各个体系Avrami参数均在1—2．5之间,为异相成核。SX含量从0．2％（质量分数,下同）增加到0．6％后,结晶速率大大提高,结晶半周期tln为0．65min,并且随着等温结晶温度的减小,t1/2减小。Talc含量变化对提高PLA结晶速率没有明显影响。SX是比Talc更高效的成核剂,当其添加到0．6％,120oC时等温t1/2为0．65min,远小于添加6％Talc的。SX与Talc有协同作用,添加0．2％SX＋4％Talc的样品t1,2达到0．10min。