聚乳酸/改性纳米纤维素复合材料制备及性能

目的通过乙酸、高氯酸、乙酸酐等对纳米纤维素(NCC)进行乙酰化改性,再通过溶液浇铸法制备聚乳酸/改性纳米纤维素复合材料(PLA/m NCC)。方法采用紫外可见分光光度计对PLA/m NCC进行透明性测试及透光率分析;采用FE-SEM电镜观察m NCC在复合材料中的形貌;采用动态热机械分析仪进行动态热力学分析。结果与m NCC相比,NCC在PLA基体中的分散性更好。当m NCC质量分数小于4%时,可较均匀地分散在聚乳酸基体中,但随着m NCC含量的增加,团聚现象明显;PLA/m NCC的储能模量随着m NCC含量的增加而提高,但是m NCC的加入对材料玻璃化转变温度的影响非常小。结论为改善PLA的加工性能提供一定的实验及理论依据。     

木粉原位接枝共聚共混制备复合材料

在乳酸和木粉的非均相体系中,乳酸脱水生成的丙交酯,和桑树木粉中含有羟基的高聚物进行原位接枝共聚生成木粉接枝聚乳酸(Wood-g-PLA),体系中同时生成的均聚乳酸(PLA)与Wood-g-PLA原位共混得到Wood-g-PLA/PLA复合材料.用红外光谱对改性木粉与原料木粉进行对比分析,表明木粉表面被成功接枝改性.利用SEM、TG、万能力学试验机等仪器分析了改性木粉/聚乳酸复合材料的界面相容性以及热、力学性能,发现材料中Wood-g-PLA与聚乳酸融为一体无相分离现象.Wood-g-PLA含量对复合材料的拉伸强度有一定影响,但对弯曲强度影响不大.材料力学性能有待提高.     

纤维素纳米晶/聚乳酸复合材料的制备与性能

用酸解法制备了纤维素纳米晶(CNC),然后用醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯通过自由基聚合的方法对CNC进行包覆改性,制得改性纤维素纳米晶(m-CNC),再将m-CNC和聚乳酸(PLA)通过溶液浇注法制备复合材料。利用透射电子显微镜、红外光谱、扫描电子显微镜、广角X射线衍射、力学和降解性能测试研究了m-CNC/PLA复合材料的结构与性能。结果表明,酸解法制备的棒状CNC直径约为5 nm~26 nm,长度约为40 nm~380 nm。随着m-CNC含量的增加,m-CNC/PLA复合材料的拉伸强度呈上升趋势,当m-CNC的含量为8%时,m-CNC/PLA复合材料的拉伸强度与纯PLA的相比增加了43.3%。在PLA中加入适量的CNC或m-CNC,PLA的结晶度提高而晶粒尺寸减小。m-CNC的加入减缓了m-CNC/PLA复合材料在模拟体液中的降解速率,但加速了其在土壤中的降解。     

增容纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备与性能

采用接枝共聚法制备了马来酸酐和丙烯酸丁酯双单体接枝聚乳酸（PLA）共聚物（mPLA）,然后以mPLA为增容剂,通过溶液浇铸法制备纳米纤维素（NCC）/PLA复合材料。采用SEM、DSC、TG、广角X射线衍射（WXRD）、力学和降解性能测试研究了mPLA对NCC/PLA复合材料的结构和性能的影响。结果表明:mPLA在PLA与NCC之间起到了良好的界面增容作用,促进了NCC在PLA基体中的分散。更精细分散的NCC促进了PLA的结晶成核,复合材料的结晶温度降低,结晶度提高;NCC/mPLA/PLA复合材料的力学性能随着mPLA含量增加呈先上升后下降的趋势,当mPLA含量为8%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量与未添加mPLA的复合材料相比,分别提高了30.2%和41.4%;亲水性的NCC加速了NCC/PLA复合材料的降解,加入mPLA后,复合材料的降解速率有所减慢,但仍然快于纯PLA的降解。      

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯，再与聚乳酸(PLA)共混，基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度，进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时，复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳，冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

淀粉纳米晶/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

以玉米淀粉为原料使用酸解法制备了淀粉纳米晶(SNC),然后以马来酸酐和丙烯酸甲酯为单体通过熔融接枝的方法对聚乳酸(PLA)进行接枝改性,制得改性PLA(mPLA),再将SNC、mPLA和PLA通过溶液浇注法制备复合材料。利用红外光谱、力学性能测试、扫描电子显微镜、广角X射线衍射、差式扫描量热-热重同步热分析研究了SNC/PLA复合材料的结构与性能。结果表明,在SNC/PLA复合材料中加入适量的mPLA,SNC与PLA的相容性改善,SNC团聚现象明显减少;随着mPLA含量的增加,SNC/PLA复合材料的拉伸强度先上升后下降,当mPLA的含量为12%时,SNC/PLA复合材料的拉伸强度与未加mPLA的相比增加了32.1%;加入mPLA后,PLA的结晶度提高而晶粒尺寸减小、热稳定性也有所提高。     

接枝细菌纤维素改性聚乳酸复合材料的制备与性能

聚乳酸(PLA)作为新型的绿色友好材料有非常广阔的应用前景。为有效解决PLA韧性差、结晶速率低等问题,本文提出了以纤维素改性PLA的方法。首先以细菌纤维素(BC)为底物,使L-丙交酯(LLA)在其表面进行原位开环聚合,得到了BC-g-PLA接枝产物;然后将该接枝产物作为增韧剂添加到PLA中,采用溶液浇筑的方法制备得到复合薄膜材料。结果表明：溶液接枝法的反应效率比熔融接枝法更高,接枝率可达到76.60%;通过FTIR、核磁共振波谱仪与XRD对接枝产物进行结构测试,证实了PLA成功接枝到BC表面;通过偏光显微镜观察复合薄膜材料晶体形貌发现BC-g-PLA作为异相成核剂,添加量为0.6%时,对球晶的均匀细化程度最高;通过力学性能测试发现,PLA薄膜增韧改性后断裂伸长率可提高175%,拉伸强度可提高22.7%;通过差示扫描量热仪测试复合薄膜材料的结晶性能,结晶度从未改性的2.53%提高到13.26%,结晶速率也有所增加。     

改性淀粉/聚乳酸共混物的制备

采用接枝共聚-共混法,制备了乳酸接枝淀粉/聚乳酸复合材料.实验表明,淀粉和乳酸进行接枝反应的最佳温度为90℃,最佳反应时间为3h,在此条件下所得接枝共聚物的接枝率最高为31.62%.共混物的形貌分析和性能研究表明,相对于未经改性的淀粉/聚乳酸复合材料,改性淀粉/聚乳酸复合材料的相容性和机械性能得到明显改善.     

聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用

在能源危机和环境恶化的双重压力下,食品包装逐渐朝着节能环保方向转型。聚乳酸(PLA)因原料可再生且降解性能优异而成为绿色食品包装材料的主力军,用同样具有生物降解性的高强度填充粒子纳米纤维素(NCC)改性聚乳酸,不仅能获得一种高性能复合包装材料,而且还符合可持续发展的时代潮流。本文以聚乳酸为基材、纳米纤维素为改性剂、聚乙二醇(PEG)为界面相容剂,制备得到一系列可降解食品包装薄膜。研究了纳米纤维素含量对复合薄膜表面形貌、热性能、力学性能、渗透性能以及透光性能的影响,考察了不同薄膜包装对西兰花常温贮藏的保鲜效果,并探索了聚乙二醇和纳米纤维素对聚乳酸复合材料降解性能的影响及作用机理。主要研究结果如下:1.采用溶液浇铸法制备一系列不同纳米纤维素含量的聚乳酸/纳米纤维素复合薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察薄膜的表面形貌,发现当纳米纤维素添加量小于4wt%时可被聚乙二醇完全包裹并在聚乳酸中均匀分散……2.分别用纯聚乳酸薄膜、PLA/N0/P10复合薄膜以及PLA/N2/P10复合薄膜包装西兰花…….3.将纳米纤维素和聚乙二醇以不同比例与聚乳酸熔融共混制备聚乳酸/纳米纤维素复合材料,随后进行为期60天的模拟体液降解实验……     

MAH/GMA共接枝聚乳酸对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用熔融接枝法分别制备马来酸酐接枝聚乳酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸和马来酸酐/甲基丙烯酸缩水甘油酯共接枝聚乳酸,并利用红外光谱对接枝共聚物进行结构表征。分别以三种接枝共聚物为相容剂,采用注塑成型制备了木粉/PLA复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断面形貌进行微观分析,结果表明,加入不同接枝共聚物后木粉/PLA复合材料两相看不出明显相界面,界面相容性得到改善。对不同接枝共聚物制备的复合材料的力学性能、加工流动性能和动态流变性能测定的结果显示,加入MAH/GMA共接枝聚乳酸后的木粉/PLA复合材料和未添加相容剂的复合材料相比,拉伸强度和冲击强度分别提高了9.54%和7.23%,复合体系的平衡扭矩和剪切热提高,储能模量及复数黏度均增大。     

纳米纤维素接枝环氧基的制备与表征EI北大核心CSCD

以微晶纤维素(MCC)为原料,采用酸水解法制备纳米纤维素(NCC),再以N,N-羰基二咪唑(CDI)活化纳米纤维素表面的羟基,最后将其与环氧氯丙烷进行接枝反应,得到接枝环氧基的纳米纤维素(NCC-g-ECH)。采用透射电镜、红外光谱、溶解性、接枝率、X射线衍射对所制得的样品NCC和NCC-g-ECH的结构和性能进行表征。结果表明,实验制得的NCC符合纳米尺寸; NCC-g-ECH的红外图中出现明显的环氧基峰; NCC-g-ECH的接枝率最大达到8. 47%;与NCC相比,样品NCC-g-ECH在丙酮中能均匀、稳定地分散; NCC和NCC-g-ECH均为纤维素Ⅰ晶型,NCC-g-ECH的结晶度比NCC减小8. 59%。     

纳米纤维素接枝环氧基的制备与表征

以微晶纤维素(MCC)为原料,采用酸水解法制备纳米纤维素(NCC),再以N,N-羰基二咪唑(CDI)活化纳米纤维素表面的羟基,最后将其与环氧氯丙烷进行接枝反应,得到接枝环氧基的纳米纤维素(NCC-g-ECH)。采用透射电镜、红外光谱、溶解性、接枝率、X射线衍射对所制得的样品NCC和NCC-g-ECH的结构和性能进行表征。结果表明,实验制得的NCC符合纳米尺寸; NCC-g-ECH的红外图中出现明显的环氧基峰; NCC-g-ECH的接枝率最大达到8. 47%;与NCC相比,样品NCC-g-ECH在丙酮中能均匀、稳定地分散; NCC和NCC-g-ECH均为纤维素Ⅰ晶型,NCC-g-ECH的结晶度比NCC减小8. 59%。     

聚乳酸/蛭石纳米复合材料的原位聚合与性能研究

首次用原位聚合的方法制备了剥离型聚乳酸/蛭石纳米复合材料.以液态的单体丙交酯溶胀蛭石,然后引发单体进行聚合.XRD和TEM分析表明原位聚合法制备的纳米复合材料中蛭石片层完全剥离,分散与PLA基体中.用XRD和DSC分析和观察了聚乳酸/蛭石纳米复合材料基材的结晶性能,结果表明层状纳米蛭石聚乳酸的结晶度降低,球晶粒径大大降低.拉伸性能的考察表明制得的纳米复合材料的力学性能大大提高.     

取代度和改性MMT对纤维素基高吸水性纳米复合材料性能的影响

以麦秸秆为原料制备羧甲基纤维素(CMC),采用水溶性丙烯酸类单体对其接枝共聚,并添加不同有机季铵盐插层改性的蒙脱土(MMT),通过原位插层聚合制备CMC/丙烯酸类聚合物/OMMT高吸水性纳米复合材料。考察了碱和氯乙酸用量对CMC取代度和增重率的影响,探讨了CMC取代度与产物接枝率、接枝效率、吸水率之间的关系,分析了不同季铵盐改性MMT对材料性能的影响。通过红外光谱、X射线衍射等对纳米复合材料的结构进行表征,结果表明,在OMMT存在的条件下,CMC与丙烯酸类单体成功发生了接枝聚合;随着季铵阳离子碳链取代基的体积增大,改性蒙脱土的层间距越大;所制备的纳米复合材料属于剥离型纳米复合材料。     

丙交酯改性纳米SiO_2/聚乳酸-环氧大豆油复合材料的制备及其性能的研究

采用外消旋丙交酯(D,L-LA)在辛酸亚锡(Sn(Oct)2)催化下对纳米SiO_2进行表面改性处理,所得的接枝物(PDLLA-g-SiO_2)与聚乳酸-环氧大豆油共聚物(PDLLA-ESO)共混制备纳米复合材料(PDLLA-ESO/g-SiO_2)。采用红外光谱、热重分析、粒径分析以及沉降实验对接枝物进行表征,结果表明,纳米SiO_2经改性处理后,表面成功接枝了低聚乳酸,随反应时间的延长接枝量逐渐增大,在36h时接枝率最高达28.4%,粒径明显减小,最小为93.2nm,团聚现象得到改善,表现出良好的溶剂稳定性和分散性。并对纳米复合材料的力学性能进行了测试,结果显示,PDLLA-ESO与接枝物共混后,复合材料的力学性能提高,当改性粉体质量分数为4%时,材料的力学性能最佳,拉伸强度为36.3MPa,断裂伸长率为9.1%,均高于PDLLA-ESO相应数值。     

聚乳酸接枝淀粉原位固相聚合工艺优化研究

为减少淀粉分子链中的亲水羟基,从而提高其与聚乳酸(PLA)树脂的界面相容性,以玉米淀粉为原料,乳酸为接枝单体,辛酸亚锡为催化剂,通过原位固相聚合法制备得到具有一定疏水性能的聚乳酸接枝淀粉(PLA-g-淀粉)。采用正交试验法研究了单体比例、反应温度和反应时间对PLA-g-淀粉接枝率的影响,通过直观分析和显著性分析优化了原位固相聚合工艺,并对疏水性、分子量及分布、糊化粘度进行了分析。结果表明,PLA-g-淀粉制备的最优工艺条件为单体比例25%、反应温度100℃和反应时间为2 h,在此工艺条件下制得PLA-g-淀粉的接枝率为20.78%。经过原位固相接枝改性后,淀粉的疏水性能得到显著改善,数均分子量(M_n)、重均分子量(M_w)、z均分子量(M_z)和分布指数(DI)都不同程度增大,糊化粘度也相应得到增大。     

接枝微晶纤维素改善聚乳酸结晶与流动特性

利用氢氧化钠(NaOH)溶液和L(+)-乳酸预处理后的微晶纤维素(MCC)与左旋丙交酯(L-LA)开环聚合,接枝改性MCC改善聚乳酸(PLA)的结晶和流动特性,为后续微型注射规模化制备高性能PLA微针奠定基础.实验结果表明,一方面,通过NaOH的预处理可以有效减小MCC的颗粒尺寸,增大反应物接触面积,同时MCC的晶型在...     

黄麻纤维酶促接枝疏水化改性及其增强PLA复合材料研究

利用漆酶催化氧化酚羟基产生自由基进而耦合交联的特性,将单体没食子酸月桂酯(DG)接枝到黄麻纤维中的木质素上,赋予黄麻纤维表面疏水性,而后将改性黄麻纤维与聚乳酸(PLA)树脂熔融混合、挤出注塑制备DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料。经红外光谱、元素分析证实,DG在漆酶的催化作用下接枝到黄麻纤维上,使黄麻纤维的疏水性提高,接触角由104.3°增至121.4°,平均水滴润湿时间由5.2s增至19.9min,平衡吸湿率由9.55%降至8.95%。疏水化改性有利于黄麻纤维在PLA树脂基体中的分散,并且纤维与基体间的界面相容性得到改善。实验表明,DG接枝黄麻纤维/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度较黄麻纤维/PLA复合材料分别提高47.5%和35.9%,同时拉伸应变和弯曲应变分别提高24%和31.6%。     

聚乳酸复合材料共混改性研究进展

聚乳酸(PLA)具有优异的生物可降解性,且生物相容性好,从而广泛应用于生物医疗、农业和食品包装等领域,但因其性脆、柔韧性差、熔体强度较低,限制了其应用范围的扩展。需通过与其他材料进行物理或化学改性制备复合材料以提高其加工性能和力学性能。综述了近年来共混改性制备聚乳酸复合材料的研究,主要介绍了PLA/合成聚合物、PLA/碳材料、PLA/无机纳米粒子、PLA/笼型倍半硅氧烷、PLA/天然高分子等复合材料的研究进展。     

改性HA/PLA纳米复合材料的制备及其性能

以Ca(OH)2和H3PO4为原料,采用冷冻干燥技术制备纳米羟基磷灰石(n-HA),并在其表面接枝聚乳酸(PLA),得到改性的纳米羟基磷灰石(g-HA),采用XRD及FTIR进行表征;借助超声分散用溶液共混法制备g-HA/PLA和n-HA/PLA纳米复合材料。并采用弯曲性能测试、DMA和POM对其力学性能和结晶性能进行表征。结果表明g-HA作为良好的相容剂和异相成核剂,对g-HA在PLA基质中分散性的提高和纳米复合材料界面粘结强度的提高起到了良好的作用,g-HA/PLA纳米复合材料的弯曲模量、玻璃化温度和储能模量均有显著的提高。所采用的制备方法简便易行,具有潜在的工业应用前景。