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。     

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。     

PLA-g-GMA的制备及其对PBAT/PLA共混物结晶性能的影响

以制备的聚乳酸(PLA)-甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝物(PLA-g-GMA)为聚(对苯二甲酸/己二酸丁二酯)(PBAT)与PLA共混物的相容剂，制得了PBAT/PLA共混物。采用FTIR、¹HNMR分析了GMA质量分数对PLA-g-GMA接枝率的影响。发现当GMA质量分数为20%时，制备的PLA-g-GMA(G-20)有效接枝率为6.44%。通过DSC、SEM考察了G-20质量分数对PBAT/PLA共混物(BAx，其中，x%为G-20的质量分数，下同)结晶以及微观形貌的影响。结果表明，G-20的加入使共混物中PLA在降温过程中形成的结晶结构更完善，BA6冷结晶峰消失；BA4结晶温度由未添加相容剂共混物(BA0)的75.4℃降至68.0℃；G-20的加入使共混物在结晶初期速率常数由0.83(BA0)降至BA10的0.68，抑制了初期PLA晶核产生，但促使第2阶段结晶速率由1.28(BA0)提高到1.38(BA2)，促进了PBAT晶体生长；G-20使脆断截面中PLA与PBAT之间剥离程度减小；BA8纤维强度由BA0的0.25 cN/dtex提高至0.33 cN...     

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。     

聚甲醛/聚氧化乙烯共混体系流变行为的研究

将聚甲醛(POM)与聚氧化乙烯(PEO)熔融共混,制备改性聚甲醛,用熔体指数仪和高压毛细管流变仪研究了POM、PEO及POM/PEO共混体系的流变性能.试验结果表明随PEO含量增加,共混体系熔体指数(MFI)减小.POM表观黏度对温度的敏感性大于PEO,对剪切速率的敏感性小于PEO.随PEO含量增加,共混体系的温度敏感性下降,剪切敏感性增大.在热塑加工中,可通过改变剪切速率,调节熔体黏度,从而控制共混物形态结构.     

微型注塑条件下PLA/POM共混物的形貌及结晶行为

采用微型注塑加工技术制备了聚乳酸(PLA)/聚甲醛(POM)共混物微型注塑试样,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪和偏光显微镜(PL M)研究了微注塑加工过程中注射速率和模具温度对PLA/POM微型注塑试样的形貌及结晶行为的影响。结果表明,微型注塑加工条件下,PLA/POM共混物为相容体系;注射速率对POM的结晶行为影响更大,提高注射速率更有利于POM分子链的取向及取向程度的增加,导致POM的熔点和PLA/POM共混物微型注塑试样的结晶度提高;提高模具温度明显增加PLA的热焓松弛峰温度,同时还导致PLA冷结晶温度和熔点的降低以及POM熔点的增加,这与较高模温条件下PLA分子链较易规整排列以及PLA较高的玻璃化转变温度有关。此外,PLA/POM共混物微型注塑试样中PLA形成的晶体类型与等温结晶的温度有关,相对较低温度的等温结晶条件有利于PLA/POM共混物微型注塑试样形成环带球晶。微型注塑条件下,PLA/POM共混物微型注塑试样的中PLA形成的晶体类型与冷却方式有关。     

不同PEG含量对PLA/PEG共混物结晶动力学的影响

采用溶液共混法制备了一系列不同配比的聚乳酸(PLA)/聚乙二醇(PEG)共混物。通过偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)和差式扫描量热仪(DSC)研究了不同PEG含量的PLA/PEG共混物在不同结晶温度下,聚乳酸的晶体形貌、球晶生长速率及热力学性能。研究发现,PEG能够显著提高聚乳酸球晶的生长速率。当PEG含量为60%时,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶的生长速率最快,达到23.6μm/min,比纯聚乳酸的最快球晶生长速率(0.5μm/min)高47倍。但是,当PEG含量高于60%时,聚乳酸球晶的生长速率有所降低。同时,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶速率随结晶温度变化的取向,均向低温移动。另外,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶呈现环状花纹。DSC测试结果表明,随着PEG含量的增加,PLA/PEG共混物的玻璃化转变温度明显降低。     

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。     

长链烷基封端PLA的合成及其增容PLA/HDPE共混体系的研究

用十八烷基缩水甘油醚(OGE)对聚乳酸(PLA)的端羧基进行封端反应制备了十八烷基封端聚乳酸(OCP),并将其作为增容剂,采用熔融共混的方法制备了PLA/高密度聚乙烯(HDPE)共混材料。研究了OCP用量对共混物的热性能、结晶行为、形态结构、耐热性及力学性能的影响。结果表明,OCP有利于提高共混物的结晶速率、可促进HDPE在PLA中的分散;当OCP质量分数为2.7%时,共混材料的维卡软化温度提高了13%,冲击强度提高了19%。     

PET/PLA共混物相容性和结晶性能的研究

研究了相容剂钛酸四丁酯[Ti(OBu)4]含量、聚乳酸(PLA)含量对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PLA共混物相容性的影响,探讨了共混物的熔融和结晶行为,并对其结晶形貌进行了观察。结果表明,Ti(OBu)4含量为PLA的4%(质量分数,下同)时,PET/PLA共混物的相容性良好,但当PLA含量超过30%时,共混物出现相分离;PLA的加入使PET的结晶峰变窄,结晶速率增加,且结晶峰温度向高温方向移动;PLA的加入使PET的晶粒尺寸大幅减小,晶粒数目大幅增加,结晶更加完善。     

PEO/PBS共混物的共混结晶行为研究

通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、原子力显微镜等研究了质量比80/20的聚环氧乙烷(PEO)与聚丁二酸丁二酯(PBS)的共混结晶热力学、结晶形貌、多次熔融重结晶行为。实验结果表明,共混不利于二者的结晶,但熔点低的PEO起到溶剂化作用,使PBS分子链更加规整的折叠排列,晶体完善度提高。共混物熔融结晶时PBS为PEO结晶提供了环带球晶框架:过冷度低时PEO片晶沿着PBS片晶生长,且晶体致密;过冷度高时,PEO片晶的生长不能完全复制PBS的片晶生长方式,在遵循形成环带球晶框架的基础上,PEO片晶按物质自身需求方式生长。此外,共混物在多次经历135℃→80℃→40℃的热处理时,PEO会发生团聚,共混物球晶不再是环带球晶,球晶半径逐渐增大。而PEO在屡次加热中被氧化,以无定形态聚集在两个共混物球晶之间。     

聚乳酸基三元共混物的热处理

采用3种热处理过程对聚乳酸(PLA)、聚(己二酸-对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)和聚丙撑碳酸酯(PPC)的共混物进行了热处理。采用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜和扫描电子显微镜等对共混物进行了表征,研究了热处理过程对共混物结构和性能的影响。结果表明:退火处理促进了共混物中PLA的结晶,提高了共混物的水蒸气阻隔性;先淬火再退火相对于直接退火处理,共混物的水蒸气阻隔性较好。     

苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物增容对聚乳酸/SBS共混物结晶行为的影响

研究了苯乙烯-丙烯酸甲酯无规共聚物(SMA)增容剂对聚乳酸(PLA)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混物的结晶行为的影响。通过熔融共混的方法制备了PLA/SBS (m_(PLA)∶m_(SBS)=95∶5)和PLA/SBS/SM A (m_(PLA)∶m_(SBS)∶m_(SM A)=95∶5∶3)共混物,使用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了SM A增容PLA/SBS共混物的形貌、非等温结晶行为、等温结晶行为和晶体形貌。结果表明,SBS的增塑效应和异相成核效应对PLA的非等温结晶和等温结晶行为有促进作用;而SMA的加入起到了降低SBS分散相尺寸的作用,同时阻碍了SBS对PLA结晶行为的促进作用。增容剂SMA阻碍SBS对PLA基体结晶行为促进作用的可能原因在于SMA在PLA和SBS界面处的阻隔作用导致两者接触面积减少,且SMA对PLA的结晶没有促进或抑制作用。     

PLA/PBAT/二(噁)唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二(噁)唑啉(BOZ)为增容剂,采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/BOZ共混物,研究该增容剂对共混体系的力学性能、微观形态、结晶性能的影响.结果表明:少量的增容剂能提高PLA和PBAT的界面粘合力,改善PLA/PBAT共混体系的力学性能.在不同的PBAT含量下,PLA/PBAT/BOZ的力学性能均高于PLA/PBAT.由TEM可以看出,BOZ的加入使PBAT的分散相尺寸明显减小,分散更均匀.DSC结果表明:BOZ的加入使共混物中PLA的结晶速率和结晶度下降.     

聚左旋乳酸/聚氧化乙烯共混物的结构和性能

通过熔融共混法制备了一系列不同比例的聚左旋乳酸(PLLA)/聚氧化乙烯(PEO)共混试样,系统研究了PEO含量对PLLA共混物相形态、结晶性能、拉伸性能和冲击性能的影响。结果表明:PLLA/PEO共混物为非均相体系,且随着PEO含量的增加,相分离程度增大。PEO可有效提高PLLA的结晶性能;随着PEO含量的增加,共混物的断裂伸长率逐渐增大。共混物冲击强度值也随着PEO含量的增加而增大,表明PEO的加入显著增加了PLLA的韧性。     

滑石粉对PLA/PBAT共混物非等温结晶行为的影响

采用差示扫描量热法研究了滑石粉(Talc)对聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PLA/PBAT)共混物非等温结晶行为的影响。结果表明,随着Talc用量的增加,结晶完成时间缩短,结晶温度向高温移动,且结晶度增大,这说明Talc可以起到异相成核剂的作用,显著提高共混物的结晶能力。此外,降温速率对共混物的非等温结晶行为也有显著影响。较低的降温速率有利于得到结晶度更高的PLA/PBAT共混材料。利用Jeziorny法对共混物的非等温结晶动力学进行研究。结果发现,在相同降温速率下,随着Talc含量的增加,结晶速率常数显著增大,而半结晶时间随之减小。在不同降温速率下得到的含Talc共混物的Avrami指数(n)接近3,故其成核机理是以异相成核为主,球晶生长方式为三维生长。     

成核剂与增容剂调控聚乳酸/聚丙烯复合材料的结晶与力学性能研究

通过熔融共混法制备聚丙烯/聚乳酸(PP/PLA)复合材料,研究成核剂癸二酸二苯基二酰肼(TMC-300)和增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对PP/PLA复合材料的结晶行为、热学性能、力学性能的影响。结果表明,TMC-300能够显著提高PP/PLA共混物的结晶速率和结晶度,降低球晶尺寸,并改善复合材料的力学性能。当TMC-300添加量为0.5%时,共混物的熔点从163.9℃提高到168.6℃,结晶度达到44.2%,比纯PP/PLA提高25.6%,拉伸强度和冲击强度分别增加了13.33%,49.86%。当增容剂与成核剂并用时,增容剂可改善PLA链段运动能力,并提供更多的成核位点,进一步促进PLA的结晶性能,且结晶的分布由海岛式结构变为双连续相结构,复合材料的拉伸强度比纯PP/PLA提升了19.25%。     

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。     

天然橡胶和纤维素纳米晶对聚乳酸的共混改性研究

通过在天然橡胶(NR)分子链上接枝丙烯酸丁酯(BA)制备接枝改性物NR-g-PBA,并将NR-g-PBA以及NRg-PBA和纤维素纳米晶(CNC)分别与聚乳酸(PLA)熔融共混,得到PLA/NR-g-PBA二元共混物和PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物。研究NR-g-PBA和CNC对共混物力学性能、结晶性能和热稳定性的影响。结果表明:与PLA相比,PLA/NR-g-PBA二元共混物的韧性提高,但拉伸强度降低;随着CNC用量增大,PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物的拉伸强度和拉断伸长率均呈先提高后降低趋势,PLA/NR-g-PBA/CNC共混物(CNC相对于PLA的质量分数为0. 005)的拉伸强度最高,PLA/NR-g-PBA/CNC共混物(CNC相对于PLA的质量分数为0. 01)的拉断伸长率最高;PLA/NR-g-PBA二元共混物和PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物的结晶温度和结晶度均比纯PLA有所提高;NR-g-PBA和CNC的引入有助于提高PLA的热稳定性。