原位反应制备超韧PLA/PBAT共混物

以4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)为增容剂,通过熔融共混制备了不同MDI含量的聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/MDI共混物。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)及万能材料试验机,研究了MDI含量对PLA/PBAT/MDI共混物结构、相形态、流变性能、结晶行为、热稳定性能及力学性能的影响。结果表明:MDI的异氰酸酯官能团能与PLA和PBAT的端羟基反应,生成氨基甲酸酯并形成交联结构,有效改善了PLA与PBAT相的界面相容性。随着MDI含量的增加,PLA/PBAT/MDI共混物的结晶能力和热稳定性降低,交联程度增加,冲击强度逐渐增大,断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势。当MDI含量为1.25%时,冲击强度达到最大值28.02 kJ/m~2,是普通PLA/PBAT共混体系(8.39 kJ/m~2)的3.34倍;当MDI含量为0.50%时,断裂伸长率达到最大值33.82%,是普通PLA/PBAT共混体系(11.82%)的2.86倍。     

异氰酸酯对聚乳酸/热塑性聚氨酯共混物性能的影响

以4,4^′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为反应增容剂，采用熔融共混法制备了不同MDI含量的聚乳酸/热塑性聚氨酯（PLA/TPU）共混物，采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、万能试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和旋转流变仪对共混物力学性能、微观形态、热性能和流变性能进行了研究。结果表明：MDI可以有效改善共混物的力学性能，当MDI质量分数为1%时，共混物力学性能最佳，缺口冲击强度为40.0kJ/m²，断裂伸长率为214.1%，与未加MDI的共混物相比，分别增加了4.3倍和5.8倍，拉伸强度稍有下降（47.6MPa）；SEM表明，MDI的加入提高了共混物的相容性，加入MDI后，共混物的断面由海-岛结构变为核-壳包覆结构，相界面作用力增强；DSC测试表明，共混物的玻璃化转变温度、冷结晶温度和熔融温度随着MDI含量的增加而升高；流变测试表明，MDI质量分数的增加，共混物呈现更显著的剪切变稀行为，推测共混反应机理为：MDI质量分数的增加，体系内依次发生PLA的扩链、支化和TPU的交联。     

海藻酸钙/水性聚氨酯共混物制备及性能表征

制备不同比例的海藻酸钙/水性聚氨酯复合膜,研究了海藻酸钙用量对水性聚氨酯膜阻燃性能的影响。结果表明,海藻酸钙可以改善水性聚氨酯膜的阻燃性能,随着海藻酸钙含量增加,膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降。当海藻酸钙质量分数为20%时,复合膜的氧指数为26.5%,拉伸强度由纯聚氨酯膜的1.0 MPa增加到15.8 MPa,断裂伸长率为456%。     

聚己内酯/聚乳酸共混物的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)共混物。利用TG表征了共混物的热性能,采用DSC、XRD及偏光显微镜综合表征了共混物的结晶性能,通过电子探针观察共混材料的相容性及微观形态,对共混材料的力学性能进行了测试。结果表明:PCL的加入明显提高了材料的热稳定性;PLA与PCL晶区不相容,加入PCL后,共混物晶核体积变小;在PCL用量达到50%左右时,共混材料出现了"海-海"结构,PCL用量改变使材料先后出现"海-岛"和"海-海"相;两者共混在力学性能上达到了很好的互补。     

聚乳酸/氯化钠共混物的流变性能

利用动态流变仪和毛细管流变仪,分别测试了聚乳酸(PLA)及PLA/NaCl(70/30)共混物的复数黏度和剪切黏度,得到了两种熔体的非牛顿指数(n)和流动活化能(ΔEη)。结果表明:PLA熔体的n随温度的升高以斜率为0.002线性地增大,而PLA/NaCl(70/30)共混物熔体的n随温度的升高以斜率为-0.01线性地减小;在剪切速率为1s-1时,PLA熔体的ΔEη为135.92kJ/mol,PLA/NaCl(70/30)共混物熔体的ΔEη为119.57kJ/mol,表明PLA熔体的黏度对温度的敏感性比PLA/NaCl(70/30)共混物熔体的黏度对温度的敏感性高。     

聚乳酸/环氧大豆油共混物的性能

聚乳酸（PLA）与环氧大豆油（ESO）经熔融共混制得具有高韧性的PLA/ESO共混物,并研究了ESO含量对PLA微观形态、力学和流变性能的影响规律。结果表明：ESO可显著降低PLA的熔体黏度,提高PLA的韧性;PLA/ESO共混物在低ESO含量（10%）时为部分相容,而在高ESO含量（20%和30%）时发生了相分离,从而使共混物的断裂伸长率和冲击强度随ESO含量增加先增大后减小,且分别在ESO含量为20%和15%时达到最大值,约为PLA的17倍和2.9倍,而拉伸强度则随之减小。     

聚乳酸/聚己内酯型聚氨酯弹性体共混物形态与性能研究

采用性能优良的聚己内酯型聚氨酯弹性体(TPU)与聚乳酸(PLA)熔融共混,以增韧PLA。考察了共混物的力学性能、动态流变性能和相形态。结果表明:TPU显著改善了PLA的韧性,质量分数为30%的TPU可使共混物的断裂伸长率提高到602.5%,常温冲击测试无法将缺口冲击样条冲断;共混物的Cole-Cole曲线显示,随着TPU用量的增加,TPU在PLA中的分布均匀性降低,储能模量-频率曲线偏离典型末端行为;TPU在PLA基体中呈小球状分散,当其质量分数为30%时,TPU液滴间出现以"丝"状物相连接现象,揭示了共混物韧性提高的原因。     

低密度聚乙烯/聚乳酸共混物性能的研究

利用熔融成型法制得不同聚乳酸(PLA)质量分数的低密度聚乙烯/聚乳酸(PE–LD/PLA)共混物,并对PE–LD/PLA共混物的结构和性能进行研究。结果表明,共混物中PLA相与PE–LD相之间没有发生化学反应,它是PLA与PE–LD的一种简单混合物。共混物中的PLA含量对其力学性能和亲水性均有很大影响。随着PLA含量的增加,共混物的断裂伸长率逐渐降低而拉伸强度和拉伸弹性模量逐渐增大,共混物的亲水性增加,且随着降解时间的增加,共混物的断裂伸长率轻微增加而拉伸强度和拉伸弹性模量小幅度降低,这些现象均与PLA是一种强度高但柔韧性较差的亲水性高分子材料有关。     

聚乳酸/聚氨酯共混物的力学行为与形态研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列聚乳酸(PLA)/热塑性聚氨酯(TPU)共混物,通过万能试验机、悬臂梁冲击试验机和动态力学分析仪对PLA/TPU共混物进行力学性能测试,并对不同拉伸状态下的试样和冲击断面分别进行扫描电子显微镜观察。结果表明,随着TPU含量的增加,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度显著增大,且储能模量降低,损耗模量升高,其拉伸断面呈现出液滴态一粗纤态一细纤态的演变;当TPU含量达到40%(质量分数,下同)时,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度分别比纯PLA增加了300%和13.5倍。     

动态硫化制备丙烯酸酯橡胶/聚乳酸共混物的结构与性能

通过动态硫化法制备了丙烯酸酯橡胶(ACM)/聚乳酸(PLA)共混物,考察了共混配比及硫化剂用量对共混物动态硫化性能,硫化胶力学性能、动态力学性能、热性能以及相态结构的影响。结果表明,当共混原料中PLA的比例增加时,共混物的动态硫化速率减慢,硫化胶的拉伸强度升高、扯断伸长率降低; ACM与PLA的质量比为80/20时共混物的相容性最好,70/30时有效阻尼温域达到最大。PLA以"岛相"分散到ACM"海相"中,当PLA用量增加到50份(质量)时,共混体系呈现出共连续结构,发生相态转变。硫化剂用量的减少使得ACM的交联程度降低,共混物的力学性能下降、阻尼因子峰值升高,相容性及有效阻尼温域无明显变化。硫化剂用量减半后,共混体系的表面变得较为平滑,未留下明显空洞,且PLA相的冷结晶和熔融现象完全消失。     

聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备聚乳酸/蒙脱土（PLA/MMT）纳米复合材料。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪对材料的力学性能、微观结构和形貌进行表征。结果表明,PLA分子链插入MMT片层间,MMT层间距由1.801 nm增大到3.530 nm并呈纳米级均匀分散在PLA基体中,体系相容性良好;MMT的加入量为3 %（质量分数,下同）时,复合材料的力学性能得到最大改善,拉伸强度由纯PLA的53.1 MPa提高到62.8 MPa,冲击强度由纯PLA的18.00 kJ/m2提高到23.30kJ/m2,加入3 % MMT的复合材料结晶度为42.63 %,试样平均晶粒粒径尺寸为0.285 nm,而纯PLA的结晶度是24.52 %,平均晶粒粒径尺寸0.305 nm,MMT的加入明显提高了PLA的力学性能和结晶度。     

聚乳酸／PBAT共混物的制备及其性能研究

用熔融挤出法制备了聚乳酸饼苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PLA／PBAT）共混物，研究了聚乳酸／PBAT共混物的力学性能、热性能以及相容性。结果表明：共混物的冲击强度及断裂伸长率随着PRAT含量的增加而增大，在PBAT含量为30％时，断裂伸长率最大，达到9％，PBAT的加入降低了共混物的拉伸、弯曲性能，但在添加量较少的情况下（如5％和10％），拉伸、弯曲性能下降不大。退火处理极大的提高了材料的维卡软化温度。当PBAT含量较高时，共混物的断面可以明显的观察到不相容的两相结构。     

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.     

Characterization and Properties of Reactive Poly(lactic acid)/Polyamide 610 Biomass Blends

A low molecular weight bisphenol‐A type epoxy resin was used as a reactive compatibilizer for poly(lactic acid) (PLA)/polyamide 610 (PA 610) biomass blends. To the best of our knowledge, this blend is the first biomass PA 610 blend in the literature. The epoxy functional groups could react with the terminal groups of both PLA and PA 610. An ester–amide interchange reaction led to a polyester–polyamide copolymer formation, and improved the compatibility of PLA and PA 610. The blends with epoxy resin showed an enhancement in the phase dispersion and interfacial adhesion compared with the blend without epoxy resin. The differential scanning calorimetry (DSC) analysis showed that the crystallization peak temperatures decreased with increasing epoxy content. The melting temperature of PA 610 decreased with the addition of PLA, but remained unchanged with increased compatibilizer dosages. The dynamic mechanical analysis (DMA) showed that the glass transition temperature (T_g) of the blend, with the addition of 0.5 phr epoxy resin, slightly increased compared with that of neat PLA. However, the T_g of the blends remained unchanged with increasing epoxy resin content, and the higher content of epoxy resin in the blends resulted in improved mechanical properties and higher melt viscosity. The unnotched impact test showed that PA 610 could toughen PLA with the addition of epoxy resin. Moreover, the no‐break unnotched impact behavior was observed with the medium content of the compatibilizer, improving the notch sensitivity of PLA. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 130: 2563–2571, 2013     

聚乳酸／功能化石墨烯纳米复合薄膜的制备与性能

以十八烷基胺修饰氧化石墨烯(GO–ODA)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸(PLA)／GO–ODA纳米复合薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对GO–ODA及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米复合薄膜的拉伸性能、热稳定性和透氧率进行了测试。结果表明,GO–ODA与PLA具有良好的相容性,可均匀分散于PLA基体中,对PLA膜起到增韧增强的效果,同时GO–ODA的加入使PLA的热稳定性和氧气阻隔性均有所提高。     

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的研究

通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、旋转流变仪对其相容性、热性能和黏度等进行了研究,并研究了PBS的加入对PLA力学性能的影响。结果表明,PLA和PBS之间是部分相容的,PBS的少量添加并不影响PLA的拉伸强度,且其冲击强度随着PBS含量的增加呈先上升后下降的趋势,当PBS含量为10份时,共混物的冲击强度最好;与纯PLA相比,共混物的黏度有所增加,且随着PBS含量的增加,共混物的黏度逐渐增大;PBS的添加起到异相成核作用,促进了PLA的结晶。     

聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混物光照条件下的降解行为研究

研究了聚碳酸亚丙酯（PPC）/聚乳酸（PLA）共混物在光照条件下的降解性能,通过力学实验、质量变化、扫描电子显微镜（SEM）、衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）、高温凝胶渗透色谱（GPC）和热重分析（TG）分别研究了共混物力学性能、质量损失、表面微观形貌、化学结构、相对分子质量和热稳定性的变化规律。结果表明,100/0、70/30、50/50、30/70、0/100（质量比,下同）的PPC/PLA共混物光照56d时质量损失率为34.89%、40.50%、39.38%、29.6%和6.24%,共混物在14d时几乎损失所有的力学性能;光照56d后PPC和50/50的PPC/PLA共混物表面有明显的裂纹和孔洞,而PLA表面没有变化,光照时间越长,共混物表面越粗糙,降解程度越大;共混物的羟基指数（HI）和羰基指数（CI）在前21d不断增大,其中前14d比较明显;共混物在光照56d后相对分子质量降低,多分散性指数减小,分子量分布变窄;共混物失重5%的热分解温度（T-5%）和最大速率失重温度（TP）提高,而PPC的TP却降低。     

聚乳酸/乙基纤维素生物降解膜的制备及其性能

将聚乳酸(PLA)和乙基纤维素(EC)的三氯甲烷溶液采用溶液浇铸法成功制备了聚乳酸/乙基纤维素复合膜.用红外光谱(FTIR)表征了复合膜结构,并测试了其力学性能和共混物降解性能.FTIR测试结果显示:复合膜中存在强烈的氢键相互作用.力学测试结果表明:烯基琥珀酸酐(ASA)对该复合膜具有良好的增塑效果.当膜中PLA质量分数w(PLA)≤37%时,PLA对复合膜起增强作用.随着EC含量的增加,共混物的亲水性增加,PLA/EC的降解速度增加.     

PEG、PPG改性PLA材料的性能研究

采用熔融共混法用聚乙二醇(PEG)对生物可降解材料聚乳酸(PLA)进行改性,研究了PEG的相对分子质量对共混体系热性能和力学性能的影响,对比了相同相对分子质量的PEG和聚丙二醇(PPG)由分子结构差异对共混体系性能的影响。结果表明,PEG的相对分子质量为2 000时,改性效果最好;相同相对分子质量的PEG改性效果优于PPG。     

Extrusion Foaming of Poly (lactic acid)/Soy Protein Concentrate Blends

Poly(lactic acid) (PLA) and soy protein concentrate (SPC) were compounded using poly(2‐ethyl‐2‐oxazoline) as compatibilizer by twin‐screw extrusion, and the resulting blends were foamed by a chemical blowing agent (CBA) using the same extruder. Effects of foaming temperature and CBA content on cell density and foam density were investigated. Polymeric methylene diphenyl diisocyanate (pMDI) as a co‐compatibilizer was added prior to foaming extrusion and its effects on foam morphology and properties were also studied. The results showed that cell density and foam density were greatly influenced by foaming temperature and CBA content. Using the strong interfacial modifier pMDI in PLA/SPC blends resulted in high‐cell density and low‐foam density when CBA concentration was low.