立构复合结构增韧左旋聚乳酸的结构与性能

以左旋聚乳酸(PLLA)为基体聚合物材料、右旋聚乳酸-聚乙二醇-右旋聚乳酸(PDLA-PEG-PDLA)三嵌段共聚物作为增韧改性剂,通过熔融共混方法制备了PLLA/PDLA-PEG-PDLA共混物。通过红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)和拉伸行为测试对PLLA和PLLA/PDLA-PEG-PDLA共混物的结构、晶型和力学性能进行了研究。结果表明,PDLA-PEG-PDLA三嵌段共聚物的加入,共混体系生成了PLA立构复合结构。与纯PLLA相比,PLLA共混物的玻璃化转变温度显著下降,热稳定性能明显改善,而且PLLA基体的韧性得到了较大程度的提高。     

聚左旋乳酸/嵌段共聚物共混纤维的牵伸工艺及性能

以聚左旋乳酸(PLLA)和嵌段共聚物(PDLA-PEG-PDLA)切片为原料,通过熔融纺丝-牵伸两步法制得PLLA/PDLA-PEG-PDLA共混纤维,研究牵伸倍数、牵伸温度以及热定型温度对共混纤维结构和性能的影响。结果表明,最佳牵伸温度为85℃,最佳热定型温度为130℃,在相同实验条件下,共混纤维的结晶度高于纯PLLA;当PDLAPEG-PDLA的质量含量为5%时,在牵伸3倍的条件下,共混纤维的断裂伸长率为35%,断裂强度达4.4cN/dtex。     

右旋聚乳酸-己内酯无规共聚物改性左旋聚乳酸的结构与性能

采用熔融密炼的方法制备左旋聚乳酸(PLLA)与右旋聚乳酸-己内酯的无规共聚物(PDLA-r-PCL)共混物。通过热重分析、差示扫描量热、X射线衍射和拉伸测试等技术研究了PDLA-r-PCL含量对PLLA结构与性能的影响。结果表明,加入PDLA-r-PCL后,共混物中形成了立构晶(SC),且随着PDLA-r-PCL含量的增加,SC的含量逐渐增加;熔融温度对后续PLLA的结晶有较大影响,在220℃熔融后降温,立构晶的存在对后续α晶的形成有一定的促进作用;在28℃拉伸PLLA/PDLA-r-PCL淬冷样品,当无规共聚物的含量达到20%时,其断裂伸长率从纯PLLA的13%增加至440%,即使是退火后的样品,无规共聚物也能显著增加PLLA的韧性,且拉伸应力值变化较小。     

右旋聚乳酸-己内酯无规共聚物改性左旋聚乳酸的结构与性能EI北大核心CSCD

采用熔融密炼的方法制备左旋聚乳酸(PLLA)与右旋聚乳酸-己内酯的无规共聚物(PDLA-r-PCL)共混物。通过热重分析、差示扫描量热、X射线衍射和拉伸测试等技术研究了PDLA-r-PCL含量对PLLA结构与性能的影响。结果表明,加入PDLA-r-PCL后,共混物中形成了立构晶(SC),且随着PDLA-r-PCL含量的增加,SC的含量逐渐增加;熔融温度对后续PLLA的结晶有较大影响,在220℃熔融后降温,立构晶的存在对后续α晶的形成有一定的促进作用;在28℃拉伸PLLA/PDLA-r-PCL淬冷样品,当无规共聚物的含量达到20%时,其断裂伸长率从纯PLLA的13%增加至440%,即使是退火后的样品,无规共聚物也能显著增加PLLA的韧性,且拉伸应力值变化较小。     

聚乳酸/改性聚醚酯嵌段共聚物共混体系的结构与性能

采用熔融挤出共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/改性聚醚酯嵌段共聚物(CH4132)共混物。利用差示扫描量热分析、动态力学热分析及场发射扫描电子显微镜等研究了共混物的结晶熔融行为、动态力学性能、相形态及力学性能。结果表明,CH4132的添加抑制了PLA的冷结晶能力,而对熔融及熔态结晶行为没有影响;PLA与CH4132具有部分的相容性且相容程度受CH4132含量影响;共混物呈现出以PLA为海、CH4132为岛的典型海岛结构;共混物的拉伸强度、弯曲强度和模量等刚性量随CH4132添加而降低,但体系的断裂伸长率和冲击强度等韧性性质得到了明显改善,在CH4132质量分数为10%时断裂伸长率最大,质量分数为30%时冲击强度为纯PLA的4.5倍。     

成核剂TMC-300对聚乳酸耐热性能的影响

用熔融共混法制备了成核剂癸二酸二苯甲酰肼(TMC-300)质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的PLLA2003D/TMC-300复合材料。采用偏光显微镜、差示扫描量热分析、热变形温度、扫描电子显微镜及力学测试等方法研究了PLLA复合材料的结晶性能、热性能和力学性能。结果表明,TMC-300的异相成核作用显著,复合材料的结晶度随着TMC-300含量的增加而大幅度增大。当加入质量分数0.5%的TMC-300时,PLLA 2003D的结晶度由6.00%提高到41.27%。含0.5%TMC-300的PLLA 2003D/TMC-300复合材料在110℃~120℃热处理5 min,HDT值可达到115.8℃,TMC-300成核剂的加入提高了聚乳酸的耐热性和热稳定性。另外TMC-300成核剂可明显提高PLLA的力学性能,PLLA的拉伸强度和冲击强度都随着成核剂的加入明显提高。当加入0.5%的TMC-300时,PLLA的冲击强度提高49.78%。     

PHB/PLLA共混体系和PHB/PLLA/PEO共混体系冷结晶性的研究

利用DSC研究了聚β-羟基丁酸酯(PHB)与聚乳酸(PLLA)共混物的冷结晶性、相容性和结晶度以及聚氧乙烯(PEO)对PHB/PLLA(质量比为1∶1)共混物冷结晶性、熔融温度和结晶度的影响。结果表明,PHB冷结晶温度及结晶速率不受组分PLLA的影响,而PLLA尽管冷结晶温度不受组分PHB的影响,但其结晶速率随PHB组成增多而变快,共混物结晶度与组分之间的比例相关;PHB与PLLA有一定的相容性,PEO的加入提高了其相容性;同时,PEO的加入,不但显著降低了PHB、PLLA的冷结晶温度,还增进了共混物组分结晶的完善。     

聚乳酸/右旋聚乳酸共混物的耐热性能及结晶性能

以高光学纯度右旋乳酸(D-LA)为单体合成了不同相对分子质量的右旋聚乳酸(PDLA),采用熔融共混法制备了工业级聚乳酸(PLA)/PDLA共混物。采用热变形温度测试、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)分别研究了PDLA含量和相对分子质量对PLA/PDLA共混物维卡软化温度(VST)、晶体类型和结晶及熔融行为的影响。结果表明,随着PDLA的加入,PLA的VST从64.6℃上升到最高152.3℃,且PDLA相对分子质量越小,PLA/PDLA共混物VST越高;XRD和DSC的结果均表明工业PLA与PDLA在熔融共混可形成立构复合晶体(SC),且极速冷却的共混物中不含PLA同质晶体(HC),说明PLA/PDLA共混物VST上升主要是由于SC晶体含量上升所导致;DSC研究发现,加入10%PDLA时,PLA/PDLA共混物的结晶温度(Tc)从95.9℃提高到133.4℃,表明了SC晶体是PLA的有效成核剂。     

P34HB的4HB含量对PLLA/P34HB共混物结构和性能的影响

采用熔融共混方法制备了聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯)(PLLA/P34HB)共混物,其中P34HB的4HB摩尔含量分别为11%与17%。通过扫描电子显微镜、动态力学分析、差示扫描量热仪和力学性能测试,考察了共混物的相容性、熔融行为与力学性能。结果表明,当P34HB组分质量分数为25%以上时,共混物两相玻璃化转变温度(Tg)相互靠近,为部分相容体系,且4HB含量越少,PLLA/P34HB共混物的相容性越好。共混物中PLLA的结晶性能随P34HB含量的增加而降低,且4HB含量越大,由于较差的相容性导致P34HB对PLLA的链段运动能力影响减小,共混物中PLLA结晶性能越好。随P34HB含量的增加,共混物的强度降低,断裂伸长率升高,且4HB含量越大,共混物力学性能由于两相相容性较差而低于4HB含量较低的共混体系。     

聚乳酸/右旋聚乳酸共混物的耐热性能及结晶性能EI北大核心CSCD

以高光学纯度右旋乳酸(D-LA)为单体合成了不同相对分子质量的右旋聚乳酸(PDLA),采用熔融共混法制备了工业级聚乳酸(PLA)/PDLA共混物。采用热变形温度测试、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)分别研究了PDLA含量和相对分子质量对PLA/PDLA共混物维卡软化温度(VST)、晶体类型和结晶及熔融行为的影响。结果表明,随着PDLA的加入,PLA的VST从64.6℃上升到最高152.3℃,且PDLA相对分子质量越小,PLA/PDLA共混物VST越高;XRD和DSC的结果均表明工业PLA与PDLA在熔融共混可形成立构复合晶体(SC),且极速冷却的共混物中不含PLA同质晶体(HC),说明PLA/PDLA共混物VST上升主要是由于SC晶体含量上升所导致;DSC研究发现,加入10%PDLA时,PLA/PDLA共混物的结晶温度(Tc)从95.9℃提高到133.4℃,表明了SC晶体是PLA的有效成核剂。     

改性纳米HA对PLA-PBAT共混体系结晶与流变性能的影响

采用熔融共混挤出法制备改性纳米羟基磷灰石（HA）/聚乳酸（PLA）-聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）复合降解材料,利用差示扫描量热仪（DSC）、流变仪、电子拉伸机、扫描电镜（SEM）等,对其结晶、流变行为、力学性能、冲击性能、表面结构等进行了研究。DSC结果表明：随着改性纳米HA添加量的增多,HA/PLA-PBAT共混体系的玻璃化转变温度先升高后下降;冷结晶温度逐渐下降,降低了13℃,结晶能力有所提高;结晶度由24.33%增加到33.47%。流变行为显示共混体系黏度随剪切速率的增大而减小,属非牛顿流体。此外,随着改性纳米HA的增多,HA/PLA-PBAT共混体系储存模量和损耗模量逐渐减小;屈服强度、缺口冲击强度、拉伸强度先增大后减小,当共混体系中改性纳米HA添加量为2%（80/20/2）时,达到最大值。SEM观察发现,少量改性纳米HA可以均匀分散在PLA-PBAT基体中并能显著提高其韧性。     

聚丁二酸丁二醇酯/聚羟基烷酸酯熔融共混物的结晶及流变力学行为

用熔融共混法制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[Poly(3HB-co-4HB)]复合降解材料,利用差示扫描量热(DSC)、旋转流变仪及万能拉力机对其结晶、流变行为及力学性能进行研究。结果表明,在PBS中加入Poly(3HB-co-4HB)后,发现结晶起始温度(To,c)、结晶峰温度(Tp,c)以及结晶结束温度(Te,c)有所提高,结晶度随着Poly(3HB-co-4HB)的增加呈先增大后下降的趋势;PBS/Poly(3HB-co-4HB)复合降解材料随着Poly(3HB-co-4HB)添加量的增大,断裂伸长率和拉伸强度却呈下降趋势;同时剪切储能模量(G′)、剪切损耗模量(G″)呈现出单增趋势。因此,在复合降解材料中添加适量的Poly(3HB-co-4HB)能改善PBS的结晶、流变及力学行为。     

聚乳酸单轴拉伸膜的包装特性研究

目的研究了不同拉伸比的PLLA薄膜的热学性能、阻隔性能和热收缩性能。方法采用双螺杆挤流延试验机单轴拉伸制备了不同拉伸比的PLLA热收缩膜和定向拉伸膜,采用差示扫描量热分析仪(DSC)、透湿仪和透氧仪对不同拉伸比的PLLA薄膜的热学性能和阻隔性能进行了评估,并对PLLA膜的热收缩性进行了测定。结果热收缩膜的拉伸比由1增大到6.5时,PLLA的结晶度由0.2%增加到41.8%,结晶速率明显提高,阻隔性得到了一定的改善。随着拉伸比例的增大,热收缩率随之增大。定向拉伸膜的结晶度得到了大幅度提高,其阻隔性也得到了改善,但不呈现热收缩性。结论通过单轴拉伸可以有效地提高PLLA薄膜的结晶速率和结晶度,经过中等拉伸比例的PLLA薄膜,其阻湿阻氧能力相对较强。     

氧化石墨烯接枝聚乙二醇对左旋聚乳酸结晶行为和热稳定性的影响

为改善聚乳酸的结晶性能和热稳定性,通过酯化反应将聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,制备出表面修饰PEG的GO(GO-g-PEG)作为聚乳酸的结晶促进剂。利用溶液共混法制备出不同GO-g-PEG含量的GO-g-PEG/左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)表征分析证实PEG成功接枝到GO表面。通过差示扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和热重分析仪(TGA)研究GO-g-PEG对PLLA结晶行为和热稳定性的影响。结果表明：在GO-g-PEG的异相成核及增塑作用下,GO-g-PEG/PLLA复合材料结晶成核密度明显增大,结晶能力和结晶度提高;在PEG接枝量为11.8%(质量分数)时,GO-g-PEG/PLLA复合材料的热分解温度较纯PLLA提高20 ℃左右。     

不同相对分子质量聚乙二醇增塑聚乳酸共混物的制备与性能

文中探究不同相对分子质量聚乙二醇(PEG)对聚乳酸(PLA)增塑改性的影响。采用转矩流变仪、万能试验机、差示扫描量热分析、动态力学、热重分析、旋转流变仪等测试表征方法对共混材料的增塑效果、力学性能、热行为、流变行为进行分析。实验结果表明,PEG可有效增塑PLA,PEG相对分子质量越低增塑效果越好,可以使PLA的塑化时间从250 s降低到128 s;加入PEG后,共混物的拉伸强度下降,断裂伸长率提高,PEG相对分子质量越低,拉伸强度下降越明显;PEG的加入使PLA的T_g和T_(cc)降低20℃左右,而T_m有所提高,其中低相对分子质量PEG可以更好地促进PLA结晶,但是随着PEG的加入共混体系的热分解温度降低,相对分子质量越低,热分解温度降低越明显;流变实验表明共混体系的复数黏度(η*)、储能模量(G')及损耗模量(G')的变化随PEG相对分子质量的减小下降越明显。     

苯基-低聚倍半硅氧烷和氨基-低聚倍半硅氧烷对左旋聚乳酸结晶行为及热稳定性的影响

以二氯甲烷为溶剂,将不同相对分子质量的左旋聚乳酸（PLLA）与笼型多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）进行溶液共混制备POSS/PLLA复合材料。并通过热台偏光显微镜（POM）、DSC、XRD和TGA对POSS/PLLA复合材料和PLLA的结晶形貌、结晶性能和热稳定性进行了表征。结果表明：POSS/PLLA复合材料的结晶温度升高到110℃左右,结晶能力提高;初始热分解温度和终止热分解温度均增大,最大热分解速率对应的温度在373~379℃之间,热稳定性提高。另外,当POSS含量较低时,成核作用占主导地位;而POSS含量较高时,POSS对PLLA分子链运动的阻碍作用逐渐增强。且POSS的阻碍作用对相对分子质量高的PLLA更明显。观察POSS/PLLA复合材料和PLLA的等温结晶形貌,可以看出明显的十字消光现象和环带球晶形貌,另外,球晶在降温过程中会产生裂纹,这与PLLA的脆性有关。     

聚(L-乳酸)的包装特性研究进展

综述了左旋聚乳酸的包装特性,包括力学性能、结晶性能和气体阻隔性能,讨论了左旋聚乳酸的分子取向、结晶形态、物理老化、共混和多层复合工艺对其包装特性的影响,最后提出了今后在包装领域内对PLLA 主要的工作重点以及展望。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/POSS共混体系的性能

采用熔融模压法分别制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]和两种多面体笼型硅氧烷(POSS)[八异丁基倍半硅氧烷(OIBS)和八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)]的共混物,考察了不同含量的OIBS,OAPS对共混体系性能的影响。结果表明,两种POSS都起到成核剂的作用。OIBS,OAPS的质量分数小于1%时,可以提高体系结晶温度,力学性能;随着OIBS,OAPS质量分数的提高,成核性有所增加,但因分散性变差,体系热稳定性和力学性能变差。由于OAPS的活泼氨基可与P(3HB-co-4HB)发生化学反应,改性效果较OIBS优。     

聚氨酯-聚乳酸共混物的制备及性能

通过熔融共混挤出法制备不同质量比的热塑性聚氨酯-聚乳酸(TPU-PLA)共混物,采用SEM、DSC、TG、微卡软化点温度测定仪和熔融流动速率仪对共混物的表面形态结构、热学、高温加工等性能进行研究。结果表明:TPU-PLA共混物表面光滑且呈现出脆性断裂形貌特征,共混体系两种高聚物呈"海岛"分布;TPU-PLA共混体系中PLA与单独PLA相比,玻璃化转变温度Tg由69.60℃(Original PLA)变为57.58℃(PLA70)、53.29℃(PLA50)和55.64℃(PLA30),TPU均匀分散于PLA基体中且相界面分明,这都说明TPU-PLA共混体系为部分相容体系;TPU-PLA共混物的热失重起始分解温度范围为180~200℃,最快分解温度范围为310~350℃,热稳定性良好;TPU含量占共混物10%~30%时,共混物高温的临界变形温度相对单一体系有所提高;随TPU含量的继续增加,共混物熔融指数呈现先增大后减小的变化趋势,其中PLA与TPU质量比为4∶6的TPU-PLA共混物熔融指数达到最大,为1 406g·(10min)-1。     

聚乙二醇对纤维素纳米晶体/聚羟基丁酸戊酸酯复合材料性能的影响

为了探讨聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNCs)/聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)复合材料性能的影响规律,采用熔融共混法制备了PEG-CNCs/PHBV复合材料。采用环境扫描电镜(ESEM)、DSC、偏光显微镜(POM)、TG、力学试验机表征了复合材料的界面形貌、结晶性能、力学性能。结果表明,PEG的加入使CNCs/PHBV复合材料的断面由光滑变得粗糙,断口凹凸不平;PEG-CNCs/PHBV复合材料球晶尺寸减小,球晶结构产生缺陷,熔融过程转变成两个熔融峰,熔融温度T_m从167.8℃下降到165.1℃,此外,PEG的加入增加了复合材料分子链的移动性,结晶变得困难,结晶度X_c从54.3%下降到50.2%,熔融结晶温度T_(mc)从99.8℃下降到73.5℃;PEG的加入提高了CNCs/PHBV复合材料的冲击强度和拉伸断裂伸长率,25wt%PEG添加量时,较纯PHBV最大增幅分别为56.4%和96.3%,但杨氏弹性模量和拉伸强度不断下降;PEG的加入使复合材料热解过程由一步热解转化成两步,25wt%PEG添加量时,第一步热解中的最快分解温度(T_(max1))从281.5℃上升到285.3℃;第二步热解中的最快分解温度(T_(max2))从371.5℃上升到394.3℃。因此,PEG的加入可以改善CNCs与PHBV界面相容性和结晶性能,从而提高CNCs/PHBV复合材料韧性、塑性和热稳定性。