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%。     

成核剂TMC-306对聚乳酸结晶及力学性能的影响

针对聚乳酸结晶速率慢和冲击强度低的问题,采用添加成核剂TMC-306与L-聚乳酸(PLLA)熔融共混,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等测试手段考察了成核剂TMC-306对PLLA结晶和性能的影响。结果表明,添加TMC-306的PLLA在降温过程中出现了明显的结晶峰;等温结晶分析表明TMC-306的加入缩短了PLLA结晶时间、结晶速率加快,且结晶速率随着温度的升高而加快。另外,PLLA的成核密度增加、球晶尺寸减小,但对PLLA晶型没有影响。同时,成核剂TMC-306的添加使得PLLA的拉伸强度和弯曲强度降低,而耐热性和缺口冲击强度得以改善,在TMC-306含量为0.4%时,PLLA的冲击强度提高了2.7倍。     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

成核剂TMC-300对聚乳酸结晶的影响

针对聚乳酸结晶速度慢、结晶度低的问题,通过添加聚乳酸成核剂TMC-300来改善其结晶性能。实验过程采用热重、红外、结晶速率测定仪以及X光衍射等手段考察了成核剂TMC-300对聚乳酸结晶的影响。成核剂TMC-300没有对聚乳酸的结构和晶型造成影响,但大大缩短了半晶时间。在0.8%的添加量下,半晶时间低至40 s。结果表明,TMC-300是一种有效的聚乳酸成核剂。     

TMC-328与TMP-6复配调控聚乳酸结晶与性能

为了克服聚乳酸成核能力差。专用单一成核剂(TMC-328)改性价格昂贵且效果有限的不足,采用TMC-328/TMP-6来协同调控聚L-乳酸(PLLA)的结晶与性能,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线粉末衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)和力学性能测试手段系统研究了复合成核剂对PLLA结晶行为、晶体形态和力学性能方面的影响。结果表明,复合成核剂TMC-328/TMP-6显著提高了聚乳酸的结晶温度和结晶速率,成核效果优于传统的单一TMC-328成核剂,且不影响PLLA的结构和晶型。另外,适量的复合成核剂可以提高PLLA的韧性,在TMC-328含量为0.6%,TMP-6的含量为0.4%时,PLLA/TMC-328/TMP-6共混材料的缺口冲击强度达到了最大值4.33 kJ/m~2,较PLLA/TMC-328共混物和纯PLLA分别约提高了10.9%和1.3倍。     

四羧酸酞菁成核剂对聚丙烯性能的影响

采用偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热法(DSC)、力学性能测试研究四羧酸酞菁成核剂对聚丙烯结晶形态、结晶性能、力学性能的影响,以及成核剂的最佳添加量。结果表明,四羧酸酞菁的加入可以增加聚丙烯的结晶速度,减小结晶尺寸,使球晶表面细化,球晶结构分布均匀,同时聚丙烯的力学性能得到提升。当成核剂的添加量为0.3%,对聚丙烯的性能提升达到最佳。与聚丙烯相比,改性聚丙烯的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提升10.2%、19.4%、23.3%。     

多种成核剂对PBS结晶及力学性能的影响

本文研究了滑石粉、TMB-5、碳酸钙、硫酸钙晶须、高岭土等五种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响。偏光显微镜的观察结果显示了成核剂能细化PBS的球晶尺寸,提高球晶排列的规整度;热分析结果表明添加成核剂能提高PBS的结晶温度,加快PBS的结晶速率;结晶性能的改善又直接造成PBS力学性能的提高,其拉伸强度和冲击强度都有明显上升。五种成核剂中以滑石粉的效果最为突出,能使PBS的结晶温度上升11℃,拉伸强度提高了4.4MPa。     

成核剂对共聚甲醛MC90结晶与力学性能的影响

利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和万能材料试验机等研究了不同成核剂用量对聚甲醛MC90的结晶行为和力学性能的影响。结果表明,成核剂的加入可有效减小POM的球晶尺寸,提高POM的结晶温度和缺口冲击强度。当成核剂添加量为0.8%时,最大结晶温度由139.2℃提高到143.3℃,球晶平均尺寸约60μm,为未加成核剂的POM球晶尺寸的1/2,缺口冲击强度由5.5k J·m~(-2)增加到6.1k J·m~(-2)。     

β成核剂对聚丙烯的增韧作用

利用万能力学试验机、差示扫描量热仪和偏光显微镜等研究了β成核剂对聚丙烯(PP)的力学性能和结晶性能的影响。结果表明:添加β成核剂后改善了PP的力学性能,尤其是抗冲击性能得到了较大提高。当β成核剂质量分数为0.5%时,改性PP缺口冲击强度达到最大值107J/m。β成核剂的加入使PP的晶型由α型转变为β型,球晶尺寸、结晶速度和晶体数量都发生了明显改善。     

木粉成核剂对聚乳酸/木粉复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备聚乳酸/木粉复合材料,研究木粉对复合材料性能的影响。示差扫描量热法(DSC)用于研究复合材料的结晶行为变化规律。结果表明,添加4%木粉的复合材料的冲击强度是34.57 J/m,与PLA的冲击强度32.15 J/m相比几乎没有变化,但复合材料的拉伸性能稍有降低。而添加4%木粉可以使复合材料的非等温结晶能力增加,导致聚乳酸结晶速率加快,Avrami指数在1.97~2.26,成核机理不易受降温速率的影响,木粉充当了复合材料的成核剂。     

稀土β-成核剂/玻璃纤维改性聚丙烯复合材料的制备及其性能研究

研究了不同含量稀土β-成核剂(WBG-Ⅱ)对玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料性能的影响。差示扫描量热仪(DSC)和X-射线衍射仪(XRD)的测试结果表明,材料的结晶度和结晶能力得到大幅提高,且晶体的形态由α-晶占主导变成β-晶占主导,玻璃纤维(GF)对β-成核剂有抑制作用。扫描电镜(SEM)结果表明,试样基体更加柔软,有利于提高冲击性能。当稀土β-成核剂添加量为0.10%时,试样的综合力学性能较优,其拉伸强度达到38.1 MPa,冲击强度8.7kJ/m~2。     

β晶型成核剂增韧聚丙烯研究

研究了取代苯酰 胺类的新型β成核剂对聚丙烯力学性能的影响。并采用偏光显微镜，差示扫描量热法和广角X衍射对β成核PP的结晶形态进行了详细的表征，结果表明，加入β成核剂后，由于具有独特束状结构β晶型的生成，PP的刚性略有下降，但韧性却得到了很大的提高。当成核剂用量为0.6%时，β晶型相对含量最高，悬臂梁缺口冲击强度达到最大值91.3J/m，约为纯PP的4倍。     

碳酸钙/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可降解复合材料的力学及结晶性能

以生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基材,以表面改性的CaCO3为填料制备出具有较好注塑性能的碳酸钙(CaCO3)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可降解高填充复合材料。研究结果表明:改性剂的复配技术可以明显将复合材料的拉伸强度从30.39MPa提高至42.12MPa,复合材料的弹性模量也从1417MPa提高至1614MPa,分别提高了38.6%和14.0%。并通过对不同质量分数CaCO3的复合材料力学性能和热力学性能的研究与分析,为复合材料在不同领域的应用奠定一定的基础。通过对CaCO3/PBS复合材料的结晶性能研究发现,CaCO3在PBS中有一定的成核作用,在一定范围内随着CaCO3添加量的增加,能够促进PBS的成核结晶,明显提高结晶速度、结晶温度和结晶度,减小球晶尺寸,提高材料的拉伸强度。     

α-成核剂对高冲击强度聚丙烯结晶性能和力学性能的影响

采用广角X射线衍射法和差示扫描量热法分析高冲击强度聚丙(烯HIPP)的结晶性能,采用偏光显微镜观察球晶生长过程,并且对其力学性能进行分析。结果表明:加入α-成核剂后,HIPP的结晶速率明显提高,晶粒尺寸变小,结晶度提高,结晶温度和熔融温度明显提高;添加少量的α-成核剂就可使HIPP的弯曲强度和弯曲模量大幅度提高同,时拉伸强度和缺口冲击强度也略有提高。     

成核剂对聚丁二酸丁二醇酯结晶与性能的影响

以酰肼类成核剂TMC?300对聚丁二酸丁二醇酯（PBS）结晶与性能的影响为主要研究对象，运用差示扫描量热仪、偏光显微镜、电子拉力万能材料试验机、数位冲击仪和热变形微卡温度测定仪等手段考察了TMC?300对PBS结晶过程、力学性能、热性能和收缩性的影响。结果表明，TMC?300可以有效提高PBS的结晶速度与结晶度，同时具有细化晶粒尺寸的作用，结晶峰值温度提高了4.74 %，半晶时间缩短了71.88 %，达到57 s；TMC?300的加入使PBS的弯曲模量、热变形温度和冲击强度均有提高，增幅最高分别为9.5 %、5.5 %、171.4 %，分别达到689.4 MPa、89.6 ℃、17.75 MPa，显示出良好的刚韧兼顾性和耐热性；成核剂TMC?300的加入使PBS各向收率均有所增大，但收缩比更接近于1，更易于改善PBS的形变和翘曲问题。     

聚丁二酸丁二醇酯成核剂研究进展

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为脂肪族可生物降解高分子材料,结晶速度缓慢、球晶尺寸大导致其力学性能较差。通过添加成核剂改善PBS的结晶行为,能有效提高PBS的力学性能和加工性能。主要介绍了用于PBS的成核剂的研究进展,包括无机成核剂和有机小分子成核剂,以及最近发现的有机大分子成核剂。与常规类型的成核剂相比,具有特定结构的有机大分子成核剂更能有效地改善PBS的结晶性能,从而提高其力学性能,扩展应用领域。     

不同结构有机成核剂对聚丁二酸丁二醇酯结晶的影响

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有广泛应用前景的生物可降解高分子,但其加工性能和力学性能受制于结晶性能。本文通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、X射线衍射和力学性能测试等手段研究几种不同分子结构有机成核剂对PBS结晶性能及力学性能的影响,寻找PBS高效有机成核剂。结果表明含芳香基团有机成核剂对PBS结晶有明显的促进作用,提高PBS的结晶温度,结晶速率和拉伸性能。     

偶联剂对PBS/碳酸钙晶须复合材料力学性能与热稳定性的影响

用γ氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对碳酸钙晶须(CCW)表面处理后,与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)混合,采用双螺杆挤出机熔融混合挤出造粒,制得PBS/CCW复合材料。结果表明,在1 %~5 %（质量分数,下同）的低添加量时,PBS/CCW复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了1 %~3.9 %、10 %~16 %和1 %~4.5 %;CCW添加量大于5 %时复合材料的拉伸强度与CCW添加量大于10 %时的冲击强度则分别随CCW添加量的增加而降低,而弯曲强度随CCW添加量的增加而逐渐提升; KH550表面处理CCW可以改善PBS/CCW复合材料的界面黏结性;CCW具有成核剂的作用, 使PBS的结晶温度提高了0.2 ℃,结晶度增加了0.2 %。     

植物虎杖及其提取物改性PBS的性能对比研究

将天然植物虎杖粉碎,分别与可生物降解材料PBS直接共混和提取后共混,制备了PBS/虎杖复合材料。研究了PBS/虎杖粉末及PBS/虎杖提取物复合材料的结晶性能、亲疏水性、热稳定性、力学性能及抗菌性能。结果表明,虎杖粉末和提取物的添加均对PBS的晶型没有影响,且能起到成核剂的作用,两者成分中均以亲水性成分为主。PBS/虎杖粉末复合材料的热性能、力学性能均优于PBS/虎杖提取物复合材料。两种天然虎杖添加物赋予了复合材料抗菌功能性,PBS/虎杖提取物复合材料抗菌效果相对较好。各种比例复合材料可根据其综合性能应用于不同场合。     

基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响

将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7 %,弯曲模量提升了21.8 %,冲击强度提升了108.2 %。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4 %（质量分数,下同）时基本不变,此时冲击强度提升了175.3 %,弯曲模量提升了15.0 %,拉伸强度提升了6.5 %。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。