PLA/Lyocell纤维复合材料结构与性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,新型纤维素纤维Lyocell纤维为增强材料,通过熔融共混及注塑成型制备了PLA/Lyocell纤维可生物降解复合材料,并采用扫描电镜(SEM)、力学性能测试、差示扫描量热法(DSC)和维卡软化温度测试等手段,探讨了Lyocell纤维含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明:随着Lyocell纤维含量的增加,PLA/Lyocell纤维复合材料的结晶度、弯曲模量和维卡软化温度均随之提高,而拉伸强度和冲击强度则呈现先上升后下降的趋势。其中当Lyocell纤维含量达到6%时,其在复合材料中的分布较为均匀,所对应复合材料的力学性能相对较好,其拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲模量比纯PLA分别提高了15.3%、12.3%和13.0%。     

二元PLA/PBS基可降解复合材料的增韧耐热性能研究

通过添加马来酸酐(MAH)、玻纤(GF)、增塑剂(ZRJ-121)等助剂实现聚乳酸(PLA)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的共混改性,制备了高韧耐热二元PLA/PBS基可降解复合材料,考察了不同改性体系及玻纤含量对PLA/PBS合金增韧耐热性能的影响,结果表明：改性PLA/PBS复合材料具有较高的韧性,C1样品的断裂伸长率及冲击强度可分别达到40.36%和4.4 kJ/m²;MAH改性复合材料体系具有更高的结晶度、抗拉强度及弹性模量,且随着玻纤含量的增加,抗拉强度无明显变化,而弹性模量逐渐上升,断裂伸长率和冲击强度逐渐下降;改性PLA/PBS复合材料的维卡软化点接近120℃,初始降解温度可达247.38℃,显示出优异的耐热性能。总之,MAH改性PLA/PBS复合材料具有优异的增韧耐热性能,该研究拓展了可降解复合材料在眼镜框制造领域的应用。     

聚乳酸/聚乙烯复合材料的制备与性能

通过熔融共混的方法制备了不同PE含量的PLA/PE复合材料，研究了PE含量对复合材料的力学性能、熔融与结晶行为、耐热性能、动态流变性能与微观结构的影响。结果表明，随着PE含量的增加，复合材料的拉伸强度、拉伸模量降低，复合材料的断裂伸长率、冲击强度得到提升，当PE含量为90%时，复合材料的断裂伸长率达到614.9%,与PLA相比，提高了92倍，试样无法冲断，材料的抗冲击韧性得到显著提高，PE使PLA结晶性能和结晶度提高，维卡软化点温度提升，当PE含量为90%时，复合材料的维卡软化点温度为85.3℃,与PLA相比，提高了44.3%,复合材料的耐热性和热稳定性显著提升，复合材料的复数黏度明显增大，PE的加入影响了PLA大分子链的松弛过程。     

等温冷结晶对PLA/PBAT共混物冲击韧性和耐热性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PLA/PBAT)共混物,并对其微观形貌、热性能、冲击性能和耐热性能进行了研究。结果表明,随着PLA/PBAT共混物中PBAT含量的增加,共混材料的无缺口冲击强度逐渐增大,其中当PBAT含量为30%时,共混材料的无缺口冲击强度达到最大值。再通过等温冷结晶提高PLA/PBAT材料的结晶度,以改善材料的耐热性能。结果表明,等温冷结晶样品的维卡软化温度(VST)明显高于急冷样品,且结晶度越高,VST值则越大;此外,90℃等温冷结晶20 min的样条无缺口冲击强度高于急冷样条,但当等温冷结晶温度提高至130℃时,样条的无缺口冲击强度下降,且低于急冷样条。因此,较低冷结晶温度有利于得到兼具良好耐热性能和冲击性能的PLA/PBAT材料。     

SWCNT与PVB协同增强聚乳酸的力学、导电及热性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,单壁碳纳米管(SWCNT)为增强材料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为界面相容剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制备一系列SWCNT与PVB协同改性PLA复合材料。采用万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、电阻测试仪、维卡软化点测定仪以及红外热像仪对复合材料的力学性能、分散形态、导电性能、耐热变形温度和导热性能进行测试。结果表明,当10%PVB与0.5%SWCNT添加到PLA基体中,SWCNT/PVB/PLA复合材料的拉伸强度较纯PLA的提高了20.7%,断裂伸长率增加了121.8%,且冲击强度增加了262.6%;同时,SWCNT/PVB/PLA复合材料的电导率较纯PLA的提高了6个数量级,较SWCNT/PLA复合材料的增加了5个数量级。SWCNT与PVB的加入,可以有效提高PLA共混物的耐热变形温度和导热性能,当SWCNT质量分数为1.5%时,SWCNT/PVB/PLA复合材料的维卡软化温度达到88.6℃,较纯PLA提高了17.8℃左右。     

PLA/PBAT/纳米碳酸钙三元复合材料的微观形貌与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PLA/PBAT)共混物和PLA/PBAT/纳米碳酸钙(PLA/PBAT/nano-CaCO_3)复合材料;通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和微机电子万能试验机研究了PLA/PBAT共混物的微观结构、相容性、熔融与结晶行为及力学性能;不同含量的nano-CaCO_3对PLA/PBAT/nano-CaCO_3三元复合材料中PLA的熔融与结晶行为及复合材料力学性能的影响及nano-CaCO_3在PLA/PBAT共混物中的分布行为。DSC表明,与少量的PBAT共混后,PLA的结晶度提高;而加入nano-CaCO_3后,PLA的结晶温度降低;SEM表明,PLA与少量PBAT部分相容,且nano-CaCO_3选择性地分布在PBAT相中;力学性能测试表明,与PBAT共混后,PLA的韧性得到很大程度的改善,且nano-CaCO_3与PBAT起到了协同增韧的作用,冲击强度提高了162%;但nano-CaCO_3的加入量存在阈值,超过10%时,会使PLA/PBAT/nano-CaCO_3复合材料的拉伸强度下降。     

稻糠粉/木粉并用对PVC基木塑复合材料的性能影响

采用稻糠粉和木粉填充聚氯乙烯(PVC)基木塑复合材料,研究并比对了复合体系的力学性能、耐水性、使用温度和加工性能的影响。结果表明:稻糠粉/木粉并用比增加,可以提高复合材料的拉伸强度、冲击强度和使用温度,改善其耐水性和加工流动性;当稻糠粉/木粉用量比为50/50时,复合材料的综合性能最佳,拉伸强度、冲击强度和维卡软化点温度分别达到最大值44.3MPa、15.2kJ/m2和117℃。     

改性剂对PVC/稻壳粉木塑复合材料性能的影响

采用改性nano-CaCO3、POE-g-MAH和EVA-g-MAH改善PVC/稻壳粉木塑复合材料性能。研究了改性剂的用量和种类对木塑复合材料力学性能、维卡软化点和流变性能的影响;用SEM观察复合材料冲击断面。结果表明:改性nano-CaCO3可显著提高木塑复合材料的冲击强度、弯曲强度和维卡软化点,复合材料的综合性能最好。当加入7.5份nano-CaCO3时,复合材料的冲击强度、弯曲强度和维卡软化点分别提高了92.16%、24.89%和13.77%;随着nano-CaCO3含量的增加复合材料的表观黏度逐渐升高,表面光滑度得到改善。     

聚碳酸亚丙酯增韧聚乳酸研究

利用双螺杆挤出机研究了聚碳酸亚丙酯(PPC)对聚乳酸(PLA)的增韧效果.结果表明:PPC树脂对PLA有明显的增韧作用,但增韧的同时会引起PLA拉伸强度和维卡软化温度的降低,随PPC用量增加,冲击强度持续提高,而拉伸强度和维卡软化温度持续降低;PLA/PPC共混体系中加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)后,可提高两者的相容性,从而起到增韧的作用,随MDI用量增加,PLA/PPC共混物的冲击强度和拉伸强度呈现先增加后减小的趋势.     

PLA/PBAT/绢云母复合材料制备与性能

采用熔融共混技术制备了聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)复合材料、PLA/绢云母复合材料以及PLA/PBAT/绢云母三元复合材料,以拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和冲击强度为参数,探究了PBAT和绢云母的用量对PLA基复合材料力学性能的影响.实验结果表明,PLA/PBAT/绢云母复合材料的最佳质量配...     

双增PLA/PBAT/TiO2复合材料的制备及性能研究

以机械共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/Ti O2复合材料,对复合材料的热性能、力学性能和晶体结构进行研究与分析。研究发现:PBAT与Ti O2的加入能增韧增强PLA/PBAT/Ti O2复合材料,并能提高复合材料的热稳定性;随着PBAT含量的增加,PLA/PBAT/Ti O2复合材料的断裂伸长率先增后减,拉伸强度先不变后急剧下降,当PBAT含量为40%时样品的断裂伸长率达到极大值,PBAT含量为50%时样品的拉伸强度急剧下降;在熔融过程中,PLA/PBAT/Ti O2复合材料存在玻璃化转变、冷结晶行为和双重熔融转变;且复合材料存在PLA的两种晶型结构-α和β晶型。     

PP/纳米ZnO的紫外光老化性能

将纳米ZnO(nano-ZnO)用钛酸酯偶联剂表面处理后制备聚丙烯(PP)/nano-ZnO复合材料。研究了nano-ZnO含量对复合材料耐老化性能的影响。nano-ZnO可明显改善PP树脂的紫外光老化性能。当w(nano-ZnO)为3%时,复合材料老化前后的性能差和纯PP树脂老化前后的性能差分别为:拉伸强度1.9 MPa和3.1 MPa、断裂伸长率为29.0%和66.7%、缺口冲击强度为1.1 kJ/m~2和2.9 kJ/m~2、无缺口冲击强度为1.5 kJ/m~2和3.2 kJ/m~2、球压痕硬度为4.8 MPa和5.8 MPa、维卡软化温度为3.3℃和7.0℃。     

退火对聚乳酸/淀粉复合材料性能的影响

以改性木质素(MZS)作为成核剂,通过双螺杆挤出机制备了聚乳酸(PLA)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)/淀粉/MZS复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC),偏光显微镜(POM),热变形、维卡软化点温度测定仪分析了成核剂和退火处理对PLA/EVA/淀粉复合材料结晶性能及耐热性能的影响。结果表明,MZS是PLA/EVA/淀粉复合体系的一种有效成核剂,在添加1.5%MZS后,复合材料的结晶速率加快、结晶度变大;在未添加成核剂时,PLA/EVA/淀粉复合材料的结晶度为3%,在添加1.5%MZS后,复合材料的结晶度达到47.9%;退火处理可以改善复合材料的耐热性;在105℃退火5 min时,PLA/EVA/淀粉复合体系的维卡软化点和热变形温度分别达到60.4、55.0℃;PLA/EVA/淀粉/MZS复合体系的维卡软化点和热变形温度分别达到80.8、82.8℃。     

MBS树脂胶含量对PC/MBS合金性能影响

PC/MBS合金熔体流动速率、拉伸强度、冲击强度和维卡软化温度的变化与MBS树脂中橡胶含量的多少相关。实验表明:MBS树脂中橡胶含量增加,合金的拉伸强度和维卡软化温度均降低,而冲击强度增大;实验中改变MBS树脂的树脂用量及其橡胶含量可以调节合金的流动性;橡胶含量为30%的MBS树脂可以很好地提高PC/MBS合金的冲击强度。     

PA6/CaCl_2/E44复合体系的结构与性能研究

利用熔融挤出法制备了聚酰胺6(PA6)/CaCl2/环氧树脂(E44)复合材料,研究了E44用量对PA6/CaCl2/E44复合体系的结晶、力学、耐热、光学及加工性能的影响。结果表明:随着E44含量的增加,复合体系的熔融温度向低温方向移动,PA6结晶受到限制。复合体系的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、维卡软化温度均随E44含量的增加而表现为先增大后减小的趋势,当E44含量为3份时,复合体系的冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度均达到极值,分别为8.9 kJ/m2、78.2 MPa、64.8℃,与PA6/CaCl2(6.0 kJ/m2、47.0 MPa、57.7℃)相比分别提高了48%、66%、12%。结合复合体系PA6/CaCl2/E44的光学性能得知,当E44含量为3份时,可以得到力学性能优良、维卡软化温度较高、透明性及加工性能较好的低熔点PA6/CaCl2/E44复合材料。     

PP/石墨/Al2O3导热复合材料的制备及性能

选择粒径为15μm鳞片石墨(FG)和3μm Al2O3混杂导热填料,采用新型同向非对称双螺杆挤出机,当Al2O3质量分数为20%时,改变FG的质量分数,制备PP/FG/Al2O3导热复合材料,研究混沌混合加工对导热复合材料性能的影响。结果表明,随着FG含量的增加,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,而断裂伸长率、冲击强度逐渐减小,弯曲弹性模量逐渐增大,加工流动性能变差。当FG质量分数为40%时,导热复合材料的拉伸强度和弯曲强度有最大值,分别为32.76,46.88 MPa;抵抗热变形能力和热稳定性能逐渐提高,热导率逐渐增大。当FG质量分数为50%时,维卡软化温度提高7.2℃,负载变形温度提高38.6℃,最大分解速率温度提高13.7℃,热导率是未填充FG的6.6倍、纯PP的7.9倍。制备的导热复合材料具有优异的力学、耐热、导热性能。     

硫酸钙晶须/PVC硬质复合材料性能的研究

采用双辊混炼-模压成型的方法制备了硫酸钙晶须/PVC硬质复合材料,研究了硫酸钙晶须用量对复合材料性能的影响。结果表明:随着硫酸钙晶须用量的增加,试样拉伸强度、弯曲强度逐渐下降,冲击强度、热变形温度先升后降,弯曲弹性模量和维卡软化温度呈升高趋势,且热稳定性明显提高。     

β成核剂对硅微粉/PP复合材料的改性研究

研究了β成核剂和活性硅微粉对聚丙烯（PP）熔体流动速率、热变形温度及力学性能的影响,结果表明,单独使用28%活性硅微粉改性PP,PP/硅微粉复合材料的熔体流动速率没有降低,热变形温度从92.3℃提高到104.9℃,室温缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的1.48倍和2倍。此外,β成核剂和活性硅微粉协同在PP增韧方面效果显著,在活性硅微粉28%和β成核剂0.5%含量时,PP复合材料室温缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的1.7倍和3.5倍,PP热变形温度提高了34.4℃,拉伸强度和维卡软化点有少许降低。     

界面改性对聚乳酸/Lyocell纤维复合材料结构与性能的影响

采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/Lyocell纤维复合材料,并通过力学性能、差示扫描量热仪、维卡软化温度及扫描电子显微镜等研究了硅烷偶联剂（KH550）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）对复合材料结构与性能的影响。结果表明,与KH550相比,HMDI界面改性的效果较佳;随着偶联剂HMDI含量的增加,复合材料的力学性能呈现先增后减的趋势,当其含量为1 %（质量分数,下同）时,复合材料的维卡软化温度较未添加偶联剂时提高了5.1 ℃,且拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度也比未添加HMDI时分别提高了57.1 %、10.5 %、32.3 %、19.5 %和23.7 %。     

环氧树脂E-44反应增容尼龙6/废印刷电路板非金属粉复合材料的力学性能和热变形温度研究

用环氧树脂E-44作为反应性的增容剂,采用熔融共混方法制备了尼龙6(PA6)/废印刷电路板非金属粉(N-PCB)复合材料。研究了E-44用量、挤出温度以及N-PCB粉末的粒径大小对PA6/N-PCB复合材料力学性能和热变形温度的影响。对复合材料抽提残留物的红外分析实验结果表明E-44与PA6/N-PCB复合材料中PA6以及N-PCB粉末表面发生了化学键合。添加1.25份E-44的PA6/N-PCB复合材料与纯PA6相比,其拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量最大增幅分别为29%、49%、73%和72%,热变形温度提高了42.8℃,但其韧性降低。与未加增容剂相比,其拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度最大增幅分别为9%、8%和43%,热变形温度提高了9.3℃。