反应性增容制备高性能PLA/PA11共混物

由于聚乳酸(PLA)与尼龙11(PA11)的相容性较差,因此,利用熔融接枝法制备了PLA与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝物PLA-g-GMA,并充当共混物的增容剂。在共混的过程中,利用增容剂原位反应性,增容PLA与PA11的共混体系。对共混物进行力学性能测试,结果表明,在没有添加增容剂的条件下,共混物的力学性能较差;随着接枝物的加入,共混物的力学性能显著提高。在PLA/PA11(80/20)组分中,当增容剂的含量达到20%时,共混物的断裂伸长率和拉伸强度均达到了最大值分别为281. 14%、53. 16 MPa,且材料抗冲击性能也有一定的改善,与纯PLA相比,增加了132%。     

马来酸酐接枝聚乳酸增容聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混体系的结构与性能研究

采用熔融接枝技术将马来酸酐(MAH)接枝到聚乳酸(PLA)上,制备不同MAH含量的PLA-g-MAH接枝共聚物,将聚碳酸亚丙酯(PPC)、PLA、PLA-g-MAH熔融共混,制备PPC/PLA/PLA-g-MAH共混物,分析接枝物中MAH含量对PPC/PLA/PLA-g-MAH共混体系的热学性能以及力学性能的影响。结果表明:PLA-g-MAH可以改善PPC与PLA二者的相容性,使PLA在降温过程中更容易结晶。引入接枝物后,共混物的起始分解温度及完全分解温度分别提高30℃和60℃。共混物的力学性能随着接枝物中MAH含量的增加呈现先增加后减小的趋势,当MAH的加入量为3%,共混体系力学性能最佳,冲击断面塑性形变程度更加显著,呈现褶皱状韧性断裂特征,拉伸强度达到42.8 MPa,断裂伸长率为120%左右,同时冲击强度最大。     

PLA/POE-g-GMA共混物的制备及性能研究

采用熔融反应法制备乙烯-辛烯共聚物（POE）接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）（POE-g-GMA）,实现POE反应的官能化,通过反应共混的方法制备聚乳酸（PLA）/POE共混物,考察了POE和POE-g-GMA对PLA的力学性能和热性能及微观形态的影响。结果表明：POE-g-GMA要有适当的接枝率,增韧效果才显著,用0.6%～0.8%接枝率的POE-g-GMA增韧PLA,当POE-g-GMA质量分数达到20%时,共混物的缺口冲击强度提高到基体PLA的6倍左右;同时材料的热性能基本不受影响。POE与PLA间相容性不好,接枝后与PLA间相容性得到改善。     

GMA接枝聚乳酸对聚乳酸/淀粉共混物性能的影响

首先制备了聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝共聚物(PLA-g-GMA)和丁二酸酐功能化改性淀粉,并利用红外光谱和核磁共振谱对二者的结构进行了表征。进一步通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/改性淀粉/PLA-g-GMA三元共混物,并利用转矩流变仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和万能拉力试验机等手段研究了接枝物对共混物的流变性能、形貌结构、热性能以及力学性能的影响。结果表明,PLA-g-GMA的加入促进了淀粉在PLA基体中的分布,淀粉粒径最小在0.5μm以下;同时也抑制了PLA的热降解,提高材料的力学性能,尤其是断裂伸长率,最高达到260%;另外也抑制了PLA的结晶。     

淀粉原位熔融接枝聚乳酸反应研究

利用二甲基亚砜将淀粉糊化,然后加入乳酸和催化剂,在95℃下减压反应,制备了聚乳酸(PLA)与淀粉的接枝共聚物。通过红外光谱和X射线衍射对接枝产物进行了表征,采用吸光度对比法计算了接枝产物的接枝率,并分析了真空反应工艺对接枝反应的影响。结果表明:在温和的条件下减压反应可得到PLA与淀粉的接枝共聚物;PLA和淀粉的特征峰的吸收强度与其含量成正比,接枝产物中PLA的接枝率为1.969%;真空反应工艺在接枝反应中具有重要意义。     

聚乳酸/热塑性淀粉多组分生物可降解共混物研究进展

全生物基聚乳酸/淀粉生物可降解材料,同时具有聚乳酸(PLA)的高性能和淀粉(TPS)的低成本,是近年来受到广泛关注的全生物降解高分子体系。由于淀粉具有较强的亲水性,与PLA基体难以相容,使界面的黏附性较差,导致材料的性能恶化; PLA/TPS共混物体系研究的焦点主要是通过改善组分的界面相容性,提高共混物的力学性能。文章对聚乳酸/热塑性淀粉(PLA/TPS)共混物的制备和性能进行介绍,对PLA/TPS二元共混物的力学性能进行了概述,主要总结了增塑剂、无机粒子对PLA/TPS共混物界面结构和力学性能的影响,详细阐述了接枝(嵌段)共聚物、小分子化合物增容PLA/TPS共混物多组分体系的研究进展。高性能聚乳酸/淀粉生物可降解多组分共混物是一种极具开发前景的新型生物可降解塑料。     

PLA—SPP共聚物的合成及其在SPI／PLA共混中的应用

以辛酸亚锡为催化剂,合成出丙交酯-大豆多肽共聚物（PLA-SPP）,并对其进行红外及核磁共振光谱表征。研究了大豆蛋白（SPI）与聚乳酸（PLA）的共混工艺,考察了PLA-SPP共聚物对SPI/PLA共混体系的影响,发现该共聚物能有效地增加两者的相容性,当共聚物的含量为5%时,共混物的相容性明显改善;样品断面扫描电镜（SEM）照片显示,其微观结构明显变得均匀,两相分散较好。DSC结果显示,共聚物的加入增大了PLA与SPI间的作用力,并阻碍了PLA相的结晶行为。同时,加入共聚物后,共混物的耐水性也得到了明显提高。     

高仿生鱼诱饵用生物基复合材料的制备及性能研究

以聚碳酸亚丙酯（PPC）、MDI、1,4-BDO等合成了热塑性聚氨酯（TPU），再与聚乳酸（PLA）经熔融共混法制备了TPU/PLA共混物。经FTIR、DSC、TG、力学实验和降解实验等测试表明：当PLA的含量为20%时，共混物的综合性能最优，其最大应力为15.6 MPa，应变为436%，硬度达到60 HA；其玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度分别为72.6℃、97.8℃及165.7℃，其最大热分解温度Tmax为518.3℃。高仿生鱼诱饵是以TPU/PLA共混物、可塑性淀粉、增塑剂和诱鱼成分等原料经熔融共混制成。该产品经检测，邵氏硬度为42 HA，拉伸强度为12.1 MPa，断裂伸长率为362%；经土壤掩埋三个月的质量损失率达到98.2%，达到了高仿生鱼诱饵的生物降解性要求，可以保护自然水体的生态环境。     

原位法合成聚乳酸接枝淀粉共聚物的研究与应用

首次采用阴离子开环聚合的方法,在淀粉上一步法原位接枝聚合得到聚乳酸和淀粉的接枝共聚物。采用强极性溶剂二甲基亚砜（DMSO）将淀粉溶解,然后以叔丁醇钾为引发剂,引发L-丙交酯接枝聚合,提纯后的接枝产物通过红外光谱、核磁共振、XRD等测试方法进行表征。结果表明,在聚合温度为75 ℃,时间为4 h,原料摩尔比为淀粉/丙交酯/叔丁醇钾为10/75/3条件下,接枝产物的接枝率可达83 %。将该接枝产物添加到淀粉和聚乳酸共混体系中,与未添加接枝物的共混体系相比,添加接枝物的共混体系中淀粉的分布更加均匀,性能更加均一。     

丙交酯接枝淀粉提高聚乳酸/淀粉共混物透明性的研究

合成了丙交酯接枝淀粉(STL),采用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)表征了其结构。分别制备了聚乳酸(PLA)与塑化淀粉(TPS)、马来酸酐改性淀粉(MTPS)、STL质量比为90/10、70/30、50/50的熔融共混物,通过扫描电子显微镜(SEM)、雾度、透光率和拉伸测试表征了共混物的微观形貌、透明性和力学性能。结果表明:PLA/STL共混物中淀粉分散相尺寸更小,透明性与力学性能均明显大于PLA/TPS和PLA/MTPS。PLA/STL(90/10)共混物的透光率达到72.3%,力学性能接近纯PLA。     

淀粉接枝衣康酸/丙烯酸高吸水材料制备与性能

旨在为降低吸水材料成本、拓宽原料来源、提高生物降解性、减少对石油化工产品的依赖提供指导,以水溶液接枝共聚法制备了淀粉接枝衣康酸/丙烯酸高吸水材料（S/IA/AA）,讨论了淀粉糊化条件、中和度、单体含量、反应温度等因素对材料吸水性能的影响,采用FTIR、SEM、EDX等对吸水材料进行表征。研究表明：淀粉糊化最佳条件为糊化温度80℃,糊化比为10 g•g^-1,糊化时间30 min;吸水材料合成最佳条件为中和度50%,衣康酸40%,淀粉20%,引发剂为4×10^-3 mol•L^-1,交联剂0.075%,反应温度50℃;利用40％衣康酸替代丙烯酸所制S/IA/AA同S/AA相比,其吸水性能有一定提高且保水性能优良。     

甘油对聚乳酸／淀粉复合材料机械性能的影响

聚乳酸是一种生物降解高分子材料,具有良好的透明性、良好的机械性能和易于加工的优点,但是比较昂贵,为了降低成本,加人廉价的其他材料,制得复合材料是一种可选择的方式.淀粉来源广泛,而且价格低廉,是一种天然的可降解高分子,因此将聚乳酸和淀粉进行共混制的复合材料能够有效的降低成本.但是聚乳酸/淀粉复合材料的韧性比较差,这限制了它的应用.在聚乳酸和淀粉80:20(质量比)的情况下,我们向复合材料中加入甘油,改善复合材料的韧性.分别加入0%、8%、16%、24%和32%的甘油,我们采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/淀粉复合材料.通过力学性能测试和SEM等分析,研究了在不同甘油含量的情况下,复合材料力学性能.通过研究发现,随着甘油含量的增加,复合材料力学性能先上升后下降,当甘油加入量为8%(淀粉质量)时,性能最好.SEM分析表明,甘油的加入能够改善聚乳酸/淀粉复合材料的相容性.     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4%（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2%时,PLA/4%SNC/2%PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20%,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

Incorporation of wheat starch and coupling agents into poly(lactic acid) to develop biodegradable composite

Abstract

Composites of poly (lactic acid) (PLA)/wheat starch and PLA/wheat starch/methyldiphenyldiisocyanate, were prepared and characterised in this study. The effects of incorporating different coupling agents on the physical properties and morphology of the composites were studied. Extrusion technology and injection moulding techniques were used to prepare standard tensile and impact test pieces. Tensometry was used to investigate the tensile properties of the composites and impact testing using falling weight technique was used to investigate impact strength. To investigate the thermal behaviour of the composites, differential scanning calorimetry was employed. Water absorption properties of the composites were also investigated. Scanning electron microscopy was used to investigate the morphology of the composites. Starch can be incorporated in a PLA matrix at 10% level without difficulty in processing by extrusion followed by injection moulding to make shaped mouldings in the presence of MDI. With 10% wheat starch and 2% MDI, blends of wheat starch/PLA can reach the tensile strength, elongation, impact strength properties of raw PLA. In the presence of 2% MDI and 10% glycerol, blends of PLA and starch make an entirely flexible material.     

聚乳酸／醋酸淀粉共混物性能形态研究

采用双螺杆挤出机制备聚乳酸（PLA）／醋酸淀粉（AS）复合材料,研究不同螺杆结构和加工次数对复合材料流变-性能-形态的影响。测试结果表明：通过螺杆Ⅱ、二次挤出后的复合材料的力学性能最优,As含量为60％的复合材料拉伸强度达到27．91MPa。动态流变和SEM的结果表明采用螺杆Ⅱ可以提高PLA与As的共混效果。本文也考察了AS含量对复合材料的力学性能和动态流变性能的影响,结果表明当AS质量含量从45％提高到70％时,复合材料的拉伸强度从36．7MPa降低到16．4MPa;其复数黏度和储能模量则随着AS含量的增加而增加。     

改性木聚糖对PBAT/PLA复合材料包装性能的影响

通过硅烷偶联剂KH560对木聚糖(xylan)进行改性,采用熔融共混制备聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)/xylan复合薄膜,探讨了不同含量的xylan和改性木聚糖(s-xylan)对薄膜的力学性能和透氧、透湿、透光等性能的影响。结果表明,复合薄膜的拉伸强度和氧气透过率在当s-xylan含量为1%(质量分数,下同)时达到最佳效果,其中拉伸强度较纯PBAT/PLA薄膜提高了11.7%,氧气透过率比纯PBAT/PLA薄膜的氧气透过系数降低了32.7%;s-xylan复合薄膜的阻湿能力明显优于未改性xylan复合薄膜,同时复合薄膜雾度随着xylan含量的增加而增大。     

复合催化剂催化D，L-丙交酯的合成实验研究

D,L-丙交酯（DLLA）是合成聚乳酸的关键中间体,其收率直接影响到聚乳酸的收率。采用氯化亚锡／氧化锌做为复合催化剂,研究合成丙交酯的反应条件,提高了丙交酯的收率。实验结果表明：当采用复合催化剂,氯化亚锡：氧化锌的质量比=4：1,其用量为乳酸质量的1％,在减压条件下（20kPa）,130—140℃脱水3．5h,馏出温度为220℃时,可使DLLA收率最大为36．0％。     

淀粉接枝丙烯酸/丙烯酰胺耐盐型高吸水性树脂的制备

以淀粉为主要原料,丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为接枝单体,采用水溶液聚合法制备具有耐盐型高吸水性树脂。探讨了原料配比、丙烯酸中和度、反应温度等因素对产物吸水性能的影响,结果表明,在聚合温度为50℃,淀粉、丙烯酰胺、引发剂和交联剂用量分别为丙烯酸用量的15%、40%、2.4%和0.03%的条件下,所制备的耐盐型高吸水...     

Blending of poly(lactic acid) and starches containing varying amylose content

Four dry corn starches with different amylose content were blended at 185°C with poly(lactic acid) (PLA) at various starch:PLA ratios using a lab‐scale twin‐screw extruder. Starch with 30% moisture content also was blended with PLA at a 1:1 ratio. Each extrudate was ground and dried. The powder was mixed with about 7.5% plasticizer, and injection molded (175°C) into test tensile bars. These were characterized for morphology, mechanical properties, and water absorption. Starch performed as a filler in the PLA continuous matrix phase, but the PLA phase became discontinuous as starch content increased beyond 60%. Tensile strength and elongation of the blends decreased as starch content increased, but no significant difference was observed among the four starches at the same ratio of starch:PLA. The rate and extent of water absorption of starch/PLA blends increased with increasing starch. Blends made with high‐amylose starches had lower water absorption than the blends with normal and waxy corn starches. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 89: 3639–3646, 2003     

聚乳酸/聚氨酯复合多孔材料制备及吸油性能研究

以聚乳酸（PLA）为基体,添加不同含量聚氨酯（TPU）熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物,基于超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺,研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明,随着TPU含量从10 %（质量分数,下同）增加到50 %,共混物从典型的“海?岛”相形态转变为部分共连续相形态,PLA基体黏弹性提升,结晶能力下降;PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀,随着发泡温度的增加,泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小,在94 ℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍,最大开孔率75 %;TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力,94 ℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度,永久形变量最小;针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷,发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比,针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。