成核剂磷酸三钙对左旋乳酸乙醇酸无规共聚物结晶度、力学性能和降解性能的影响EI北大核心CSCD

选择无机生物材料磷酸三钙(TCP)作为异相成核剂加入到左旋乳酸乙醇酸无规共聚物(PLLGA85/15)中,采用X射线衍射仪考察了复合材料的结晶情况,用万能力学实验机测试了材料的力学性能。实验结果表明,添加成核剂TCP可显著提高PLLGA85/15的结晶性能,但强度损失较大。对不同TCP含量的复合材料进行降解实验,考察降解过程中样品吸水率、失重率和降解液pH的变化。用差示扫描量热分析仪(DSC)考察了材料降解后热力学性能的变化,用扫描电镜(SEM)观察了降解后样品的微观形貌变化。降解实验的结果表明退火后的材料降解速率加快,复合材料的降解速率减缓。具体来说,结晶度的提高加速了材料的降解,弱碱性TCP延缓了材料的降解。     

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。     

纳米Al2O3对尼龙6结晶性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560对纳米氧化铝(nano-Al2O3)进行表面处理后与尼龙6(PA6)熔融共混制备PA6/nano-Al2O3复合材料,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面形貌,借助差示扫描量热仪(DSC)研究了原料配比及降温速率对PA6/nano-Al2O3复合材料结晶性能影响。结果表明,nano-Al2O3在PA6结晶过程中起异相成核作用,限制了PA6分子链运动,使复合材料玻璃化转变温度及结晶度提高,非等温结晶过冷度降低,结晶速率加快;材料结晶温度、结晶焓、结晶度随降温速率增加而下降。     

β-成核剂对聚丙烯/木粉复合材料结晶与力学性能的影响

通过挤出成型法制备聚丙烯/木粉复合材料(PP/WF),添加一种镧系稀土金属络合物(WBG)成核剂诱导PP/WF复合材料中等规聚丙烯(iPP)形成β晶型。以差示扫描量热和X射线衍射为表征方法,分析成核剂对PP/WF结晶行为的作用,进而研究其对力学性能的影响。结果表明,WBG成核剂能有效地诱导PP/WF产生β-iPP结晶,当WBG的添加量为m(WBG)/m(PP)=0.3/100时其产生的β晶相对含量达到78.75%,β-iPP的相对含量还与PP/WF的冷却速率密切相关;添加WBG提高了复合材料中iPP的结晶温度;WBG成核剂能显著改善复合材料的冲击韧性,但对弯曲和拉伸性能略有不利影响。     

纳米氧化石墨烯/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备与性能

以天然石墨为原料,利用改进的HUMMERS'法制备了氧化石墨烯(GO);采用原位复合方式制备了纳米氧化石墨烯/聚丁二酸丁二醇酯(GO/PBS)复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明:适量GO的加入能更有效地加快GO/PBS复合材料的结晶速度;GO的加入,提高了GO/PBS复合材料的力学性能和酶降解速率;随着GO添加量的增加,复合材料晶体尺寸减小,GO起到了成核剂的作用。     

r-PTFE对PBT非等温结晶动力学的影响

以回收聚四氟乙烯(r-PTFE)为成核剂,对聚对苯二甲酸丁二醇酯(BPT)进行成核结晶改性,采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PBT/r-PTFE复合材料的非等温结晶行为,考察了不同降温速率对PBT/r-PTFE共混物结晶行为的影响,并对其DSC扫描数据采用Jeziorny法和Liu-Mo法进行处理,采用Kissiinger法计算体系结晶活化能。结果表明:r-PTFE对PBT具有异相成核作用,可明显提高PBT的结晶度及其结晶速率,且加入r-PTFE并不会改变PBT的成核和增长方式。由Kissinger法计算得出的结晶活化能结果表明,加入r-PTFE树脂能够明显降低PBT的结晶活化能,进一步验证r-PTFE对PBT具有成核促进作用。     

羧酸盐类β晶成核剂与α晶成核剂的复合体系对等规聚丙烯成核结晶行为的影响

采用差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)以及力学性能分析等方式考察了两种α晶成核剂和一种羧酸盐类β晶成核剂复合后对等规聚丙烯(iPP)的结晶性能、晶型结构以及力学性能的影响。结果表明,α/β复合成核剂对聚丙烯的结晶峰值温度、晶型结构以及力学性能的影响都与复合体系中结晶峰值温度较高的单一成核剂相似,说明在α/β复合成核剂体系中,两种成核剂竞争成核,结晶峰值温度较高的成核剂在结晶过程中起主导地位,而结晶峰值温度较低的成核剂成核作用较小。     

紫外老化对长玻纤增强聚丙烯复合材料流变性能和非等温结晶动力学的影响

通过熔融共混法制备长纤维增强聚丙烯复合材料,采用流变测试和差示扫描量热分析研究了不同紫外老化时间下复合材料的流变性能、结晶行为以及非等温结晶动力学。结果表明:紫外老化过程中PP树脂发生氧化降解,纤维与基体的界面过渡层被强化,界面性能恶化,最终导致复合材料的储能模量、损耗模量以及复数黏度降低,损耗因子上升;随老化时间的延长复合材料的起始结晶温度(T_o)和结晶温度(T_c)呈上升趋势,老化400 h时,复合材料的结晶度(X_c)达到最大值(38.2%);老化产生的降解小分子能够起到成核剂作用加速PP的结晶,半结晶时间t_(1/2)缩短,同时老化过后Avrami指数n降低明显,晶体生长方式以三维球晶为主,并趋向于异相成核。     

聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为

采用差示扫描量热仪研究了增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为的影响。动力学分析表明,莫志深方法能很好地描述聚丙烯非等温结晶动力学,达到相同的结晶度,复合材料所需要的冷却速率要小于纯基体。结晶形态和熔融行为均依赖于复合材料的组成和降温冷却速率。硫酸钙晶须具有一定的β成核作用,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入不利于β晶型的生成。     

PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶动力学

采用无机纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)和有机聚醚酯(PEE)协同提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的抗静电性能,合成了聚对苯二甲酸乙二酯-聚醚酯/锑掺杂二氧化锡纳米复合材料(PET-PEE/ATO)。使用Ozawa方程和Liu-Mo方程研究了PET-PEE/ATO纳米复合材料的非等温结晶过程。Ozawa方程研究发现,在非等温结晶过程中,PET、PET-PEE、PET/ATO、PET-PEE/ATO的成核性能依次提高。Liu-Mo方程发现,ATO和PEE的加入分别促进了异相成核作用和加快了结晶生长,PET-PEE/ATO结晶成核性能最好,结晶速率最快。     

钛化合物对聚丙烯力学性能和结晶形态的影响

用对叔丁基苯甲酸和钛酸四异丙酯合成了两种聚丙烯成核剂TiD3和TiD4。利用热重分析(TG)考察了成核剂的热稳定性,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)和偏光电子显微镜(PLM)对PP/TiD3、PP/TiD4的结晶行为和晶体形态进行了考察,并考察了PP/TiD3、PP/TiD4的力学性能。结果表明,TiD3、TiD4是有效的α-成核剂,能明显提高PP结晶速率和结晶度,结晶温度分别提高了10℃和12.1℃,PP的力学性能显著提高,当TiD4的添加量为0.3%(质量分数,下同)时,PP的拉伸强度和抗弯曲强度分别提高了5.32MPa和12.1MPa。     

碳纳米管/PLA复合材料制备及性能

采用溶液共混法制备纯化和酸化碳纳米管(CNTs)/PLA(聚乳酸)复合膜, 并对CNTs的分散性以及材料的结晶形态、 电性能和降解性能进行了研究。结果表明, 通过SEM观察到经过酸化处理的CNTs能较好地分散在PLA基体中; 在偏光显微镜下能观察到CNTs起到成核剂的作用, 明显细化了晶粒; 加入少量的酸化CNTs能够提高CNTs/PLA复合材料导电性, 体积电阻率下降了7个数量级; 同时, 酸化CNTs能够提高CNTs/PLA复合材料的降解性。     

成核剂对PET结晶行为的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PET及添加成核剂后PET的非等温结晶过程,选用7种成核剂和4种复合成核剂进行了实验对比研究.结果表明添加任何一种成核剂后PET体系的结晶峰温移向高温,半结晶时间缩短,结晶速率常数增大,结晶度提高.其中有机类成核剂对PET结晶改善效果较无机类显著,但结晶效果最好的是成核机理为化学成核的高分子类成核剂和复合成核剂.本文还采用了热台偏光显微镜(POM)对PET晶体形貌进行了研究,发现添加有机成核剂后晶体细微而且密集.     

超临界CO_2对有机磷酸铵盐成核剂形态与成核性能的影响

采用超临界CO2流体技术(scCO2)对2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铵(An)盐成核剂进行细微化处理,研究了其对An盐成核剂形态结构和粒径的影响。采用差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)考察了细微化的An盐成核剂对等规聚丙烯(iPP)结晶行为的影响,并对成核iPP样品的物理性能进行了研究。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,scCO2对成核剂的形态有明显的影响,scCO2可以有效地降低成核剂的粒径,最终可得到均匀的球体结构。向iPP中添加质量分数为0.15%的细微化An盐成核剂后,相比于纯iPP,成核iPP样品的结晶温度可提高18.2℃,弯曲模量可提高34%,成核iPP样品的光学性能明显改善,其雾度降低至14.9%。     

PP-g-MMA对PP/W力学性能和非等温结晶的影响

考察了增容剂聚丙烯接枝甲基丙烯酸甲酯(PP-g-MMA)对聚丙烯/硅灰石(PP/W)复合材料力学性能和非等温结晶行为的影响。用Avrami、Oza-wa、Mo、Dobreva、Kissinger等方法对非等温结晶的数据进行分析:ΔGca、ε、n、α参数表明,W自身有较强的异相成核活性,且会改变PP的结晶成核和生长机理;Kc、t1/2、F(T)、Tp、Xc参数表明,W的填充和PP-g-MMA的掺入,均会提高PP的结晶速率;ΔE和ε表明,W还起着阻碍PP大分子链或链段运动的作用,而PP-g-MMA则会进一步增强这种阻碍作用。由于PP-g-MMA的掺入,PP/W复合材料的刚性、强度和韧性均得以提高。     

癸二酰二苯甲酰肼对聚L-乳酸/玻璃纤维复合材料结晶性能及力学性能的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了癸二酰二苯甲酰肼(BSAD)成核剂对聚L-乳酸(PLLA)/玻璃纤维(GF)复合材料等温及非等温结晶性能的影响。结合偏光显微镜(POM)观察发现,BSAD可在熔融加工中与PLLA基体形成均相,在冷却过程中,该体系发生相分离,BSAD晶体优先从PLLA熔体中析出,诱导PLLA结晶。等温结晶动力学研究发现,随着BSAD含量提高,PLLA的Avrami指数逐渐减小,表明异相成核增强。在110℃形成的成核剂晶体尺寸较小,可在提高PLLA结晶速率的同时细化晶体尺寸,并改善PLLA/GF复合材料的拉伸、弯曲及冲击性能。     

介孔二氧化硅负载型有机磷酸盐成核剂对聚丙烯性能的影响

通过物理吸附的方法,将2,2-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠(NA-11)负载于球形(16MSN)和棒状(18MSN)的纳米介孔二氧化硅上,研究了负载前后纳米介孔二氧化硅比表面积、孔径和总孔容的变化。采用差示扫描量热、偏光显微镜考察了纳米介孔二氧化硅、纳米介孔二氧化硅/NA-11复合成核剂对等规聚丙烯(iPP)结晶行为的影响,并对iPP样品的物理性能进行了研究。结果表明,纳米介孔二氧化硅和复合成核剂的加入,有效地提高了材料的结晶性和透明性等物理性能。当添加0.3%的16MSN/NA-11(16SNA)时,复合材料的结晶度达到了44.72%,雾度降到20.3%,弯曲强度相对于纯PP提高了26.8%,维卡软化温度提高了6.6℃,且其性能优于NA-11含量相同时的成核iPP。     

木粉聚丙烯复合材料的等温结晶动力学

应用差示扫描量热法(DSC)研究了有无相容剂(m-TMI-PP)的木粉聚丙烯复合体系的等温结晶行为,采用Avrami方程处理等温结晶过程,计算结晶动力学参数。结果表明,随着结晶温度的升高,各体系的结晶速率下降,结晶速率常数K、n降低,半结晶时间t1/2增大。在同一结晶温度下,木粉起到成核剂的作用,提高了基体的结晶速率;m-TMI-PP的加入,使基体的结晶速率下降。纯PP的等温结晶过程具有异相成核与均相成核的机理,复合材料的等温结晶过程属于异相成核机理。     

SiO_2-MWNTs/聚乳酸复合材料的冷结晶动力学及球晶形态

为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对聚乳酸(PLA)冷结晶动力学和球晶形态的影响,分别以PLA和表面包覆纳米SiO2并接枝硅烷偶联剂的纳米SiO2改性MWNTs(SiO2-MWNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备了SiO2-MWNTs/PLA复合材料。采用DSC、偏光显微镜、Jeziorny模型和Johnson-Mehl-Avrami模型研究了复合材料的非等温冷结晶动力学和球晶形态。结果表明:SiO2-MWNTs可作为异相成核剂,能有效降低SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶温度,提高晶核生成速率和晶体生长活化能。SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶过程主要由成核作用控制,加入SiO2-MWNTs可同时提高复合材料的结晶速率和结晶度。冷结晶时,PLA球晶尺寸小于熔体冷却结晶时的,且SiO2-MWNTs含量对冷结晶球晶尺寸的影响远小于其对熔体冷却结晶球晶尺寸的。所得结论对优化PLA的结晶结构和性能、制备高性能PLA复合材料具有指导意义。     

聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学

为了研究聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的结晶性能,通过熔融共混挤出的方法制备了复合材料,并在差示扫描量热分析(DSC)的基础上通过Jeziomy法和Liu法研究了聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶行为强烈地依赖于冷却速率,随着冷却速率的提高,结晶速率常数增大,结晶的不完善程度也增大.在相同的冷却速率下,复合体系的Avrami指数n值和结晶速率常数Z。较大,晶体的完善程度较高.要达到相同的结晶度,复合材料所需的冷却速率要小于聚乙烯醇薄膜,即纳米氧化锌的加入使材料中聚乙烯醇的结晶速率增加,对聚乙烯醇具有异相成核作用.