纳米银改性聚丙烯的非等温结晶动力学研究

采用共混造粒法制备了含0.5％纳米银的聚丙烯抗菌切片,利用差示扫描量热(DSC)法研究了聚丙烯及纳米银改性聚丙烯的非等温结晶行为及其动力学.结果表明,纳米银的加入使聚丙烯非等温结晶过程的成核自由能降低.Avrami方程能正确地描述聚丙烯及纳米银改性聚丙烯的非等温结晶过程.加入纳米银以后,材料的成核机理和晶体生长几何基本没有变化.聚丙烯和纳米银改性聚丙烯的Avrami指数的平均值分别为4.01和4.28,表明二者在非等温结晶时均以三维球晶方式生长.     

SPTW 对聚丙烯复合材料力学性能的影响

目的研究六钛酸钾晶须添加量的不同对聚丙烯复合材料力学性能的影响。方法采用硅烷偶联剂KH550改性六钛酸钾晶须(SPTW),利用熔融共混法,将改性过的六钛酸钾晶须与聚丙烯(PP)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)熔融共混制得PP/PP-g-MAH/SPTW复合材料。结果比较不同含量的六钛酸钾晶须对复合材料力学性能的影响,发现添加适量改性过的六钛酸钾晶须可明显改善复合材料的力学性能。随着六钛酸钾含量的不断增加,其弯曲强度也增大,当SPTW的质量分数为12%时,弯曲强度提高了21.5%,随着含量的继续增加,弯曲强度开始下降;其拉伸强度和冲击强度都呈先增加后降低的趋势,在SPTW质量分数为8.3%左右时,其拉伸强度和冲击强度分别提高了19.7%和31.8%。结论在聚丙烯中添加经硅烷偶联剂KH550改性的SPTW,其质量分数为12%时,力学性能最佳。     

纳米SiO2表面接枝聚合改性及其聚丙烯基复合材料的力学性能

分别用苯乙烯和丙烯酸乙酯对纳米SiO₂进行辐照接枝聚合改性,通过两步熔融共混工艺与聚丙烯(PP)共混制备了SiO₂/PP复合材料。研究了SiO₂添加量和表面接枝不同聚合物的SiO₂对复合材料力学性能的影响。结果表明,接枝改性的SiO₂对PP有较好的增强增韧效果;拉伸断面观察显示复合材料韧性的提高主要由基体剪切屈服所致。对断面上个别较大团聚体分析发现,经辐照接枝聚合改性的纳米粒子团聚体的结构变得更加紧凑、结实,且随粒子表面聚合物的性质不同,团聚体与基体树脂的界面粘结也随之不同,导致其拉伸破坏形状有所差异,但与基体树脂的界面粘结都得到较好的改善。     

纳米银-聚乙烯复合薄膜的制备及表征

目的探究以熔融共混方式制备的纳米银复合膜的性能。方法采取熔融共混,吹塑成膜方式制备含不同添加剂的纳米银-聚乙烯复合包装薄膜。使用扫描电镜表征纳米银粉末和纳米银-聚乙烯复合膜内银的粒径大小,并用傅里叶变换红外光谱对复合膜的化学键进行表征。探究纳米银以熔融共混的方式复合到聚乙烯内后,对薄膜颜色、透光性、氧气透过率、水蒸气透过率的影响。结果纳米银粉末和复合膜内的银均含不同粒径,纳米银的加入未产生明显的新化学键,薄膜的透光率降低了3.9%~12.2%,氧气透过率提高了6.56~117.17 cm~3/(m~2·d·(0.1 MPa)),水蒸气透过率提高了0.038~1.791 g/(m~2·d)。结论以熔融共混方式制备的纳米银-聚乙烯复合膜透光率下降,氧气透过率和水蒸气透过率得到提高,未形成明显的新化学键。     

聚丙烯种类对硅烷交联PP/POE(EPDM)共混材料性能的影响

目的 针对聚丙烯原料的选择对硅烷交联PP/POE(EPDM)共混材料性能的影响,进行系统的研究分析。方法 固定PP和POE(EPDM)的质量比为70∶30,添加VTMS,DCP,DBTDL的质量分数为1.5%,0.1%和0.1%,制备分别以PP-B和PP-H为基体材料的硅烷交联共混材料;研究2种共混材料的凝胶含量、结晶行为、流变性能、力学性能、微观结构等的差异,分析不同基体聚丙烯对硅烷交联聚丙烯共混材料力学性能产生影响的原因。结果 虽然PP-B的性能优于PP-H,但与POE(EPDM)硅烷交联后,PP-H在力学性能、热稳定性等方面优于PP-B,PP-B的交联程度更高。结论 在PP/POE(EPDM)硅烷交联材料的选择中,为了达到节省资源,并获得最佳性能的目的,应充分考虑聚丙烯原料种类对共混材料性能的影响,以选择出最优方案。     

新型抗菌聚氨酯包装膜的制备与表征

目的 以2,4甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2二羟甲基丁酸(DMBA)和聚己内酯(PCL)为原料,合成一种新型聚氨酯材料,加入不同质量分数的纳米银作为抗菌剂,探究R值(—NCO与—OH的摩尔比)和纳米银添加量对薄膜性能的影响.方法 将不同R值的材料合成聚氨酯,添加不同质量分数的纳米银抗菌剂流延成膜,分析不同R值和不同添加量的纳米银对薄膜力学、透氧、亲/疏水、吸水率、耐酸碱、抗菌性等的影响.结果 R值的增大使薄膜的力学性能先增大后减小,表面性质由亲水转向疏水,透气性、吸水率变小,耐碱性、耐酸性增强.添加少量的纳米银不会对薄膜力学性能、亲/疏水性能、透氧性、吸水率造成明显影响,但使薄膜的耐碱性增强,耐酸性降低.结论 R值越大,薄膜的各项性能越好,纳米银的添加赋予了薄膜一定的抗菌性.     

铋粉对PP熔融流变性能及成纤性能的影响

采用熔融共混法制备铋/聚丙烯共混材料(Bi/PP),利用旋转流变仪对其熔融流变特性进行测试分析。再通过熔融纺丝法制备初生纤维,采用扫描电镜、单纤维强力仪等对初生纤维的结构及性能进行表征。研究表明:共混材料表现非牛顿流体特性;共混材料的表观黏度与温度及剪切速率呈负相关;相同温度下,随铋粉含量增加,共混物的表观黏度也相应上升,铋粉在PP基体中的分散性较好但团聚增多,初生纤维内部孔隙结构增多,力学性能有所降低。     

物流包装用PP/CSW/hBN复合材料力学及摩擦性能

目的研究不同质量分数六方氮化硼对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料力学性能的影响。方法首先对六方氮化硼(hBN)表面进行改性处理,然后利用高速混合机将其与聚丙烯(PP)、改性硫酸钙晶须(CSW)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)混合均匀,最后利用熔融共混法,通过双辊塑练机制得PP/CSW/hBN复合材料。结果当添加hBN的质量分数为1%~1.5%时,pp/csw/hbn复合材料的力学性能最佳;hBN质量分数为1.5%时,复合材料的摩擦因数和磨损率最低。结论 hBN经过表面改性处理后,其在复合材料中分散性得到了改善,与聚丙烯基体界面间的结合力也得到提高,表现为对聚丙烯复合材料起到了补强、增韧和耐磨的作用。当hBN的质量分数达到一定量时,其在复合材料内部会出现团聚现象,从而降低复合材料的力学性能和摩擦性能。     

硬沥青对聚丙烯抗光老化性能的改性

利用深度萃取脱油方法制备高软化点硬沥青材料,通过熔融共混的方法对聚丙烯进行添加改性,并通过人工加速紫外光老化试验,对改性后的聚丙烯进行抗老化性能的测试表征,相应的红外谱图以及力学性能的测试结果表明,硬沥青的添加对聚丙烯材料的抗光老化性能有很好的改善作用。     

胶粉增韧改性聚丙烯研究

针对聚丙烯在生产应用中抗冲击性较差的问题,以废旧胶粉对聚丙烯进行增韧改性。研究了不同含量、粒径的胶粉对胶粉/聚丙烯共混体系力学性能的影响。结果表明:随着胶粉含量的增加,混合体系的弯曲强度和拉伸强度呈下降趋势,抗冲击强度呈现先逐步上升后逐渐下降的趋势,且在胶粉的添加质量分数为15%时,体系的抗冲击强度达到峰值;不同粒径胶粉的添加,对混合体系的影响趋势相同,粒径过小或过大,均不利于混合体系性能的提高;当所选胶粉粒径为80目,添加质量分数为15%时,共混体系的综合性能最好。     

聚乙烯醇/纳米银薄膜的制备及其对黄骨鱼保鲜效果的研究

目的研究聚乙烯醇(PVA)/纳米银薄膜的抑菌性能,探索食品保鲜包装新方法。方法以PVA和水为基本原料,戊二醛为改性剂,用溶液流延法制备含有不同质量分数(1%,2%,3%)纳米银的PVA薄膜,分别表征其力学性能和耐水性能。将鱼肉用薄膜包裹,在4℃下贮藏,每隔3 d取样测定菌落数并进行感官分析。结果 PVA/纳米银薄膜对鱼肉有明显的抑菌作用,当纳米银添加质量分数为1%时,薄膜的拉伸强度为19.41 MPa,断裂伸长率为49%,力学性能良好;吸水率为32.2%,润湿角为55.1°,疏水性较好;与空白组相比,鱼肉货架期延长了4 d左右。结论质量分数为1%的纳米银能够增强薄膜的抑菌效果、有效维持鱼肉的感官品质,因此,在冷链运输中有很好的应用前景。     

粉末浸渍长玻璃纤维增强聚丙烯的压缩模塑

采用粉末浸渍的方法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸料,经切割获得长纤维增强聚丙烯粒子,采用单螺杆挤出机挤出形成模塑料,探索了模塑料的压缩模塑成型工艺,研究了成型后材料的力学性能及其影响因素。结果表明:粉末浸渍的长纤维增强聚丙烯经压缩模塑后可获得力学性能优良的制品;随着预浸料切割长度的增大、纤维含量的增加,材料的力学性能提高;在基体聚丙烯中添加接枝极性基团的功能化聚丙烯,可改善体系的界面结合,提高材料的力学性能,但功能化聚丙烯的含量超过一定值后,材料的冲击强度有所下降;适当提高模具温度、模塑料温度及成型压力,可以提高材料的力学性能。     

抗菌聚丙烯板的制备与性能

目的 制备一种具有抗菌性能的聚丙烯塑料板.方法 以乙酸铜(Cu(CH3COO)2·H2O)和乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)为原料,通过固相反应,生成铜(Cu)接枝在纳米氧化锌(ZnO)上制成Cu/ZnO无机抗菌材料.将抗菌材料与聚丙烯粒料共混、造粒和模压成型制得抗菌聚丙烯板.对Cu/ZnO无机抗菌材料和抗菌聚丙烯板进行扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP)、抗菌实验和拉伸、弯曲强度测试,对材料的化学组成、结晶性、抗菌性、力学性能和安全性能进行表征分析.结果 采用抗菌母粒法制备的抗菌聚丙烯板,将抗菌剂分散均匀,抗菌剂的加入没有改变聚丙烯的化学结构.由于界面作用的存在,聚丙烯结晶温度升高,对熔融温度影响不大.力学性能测试表明,抗菌剂的加入使得聚丙烯板拉伸强度略有下降,弯曲强度呈现先上升后下降趋势;当抗菌剂质量分数为4％时,抗菌聚丙烯板具有最佳力学强度,且在此浓度下,抗菌聚丙烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均达到99.99％.金属离子在发挥抗菌作用时,迁移量远远低于欧盟规定允许的最大迁移量.结论 将通过固相反应制备的无机抗菌剂添加至聚丙烯粒料中制成抗菌聚丙烯板,将其进一步加工制成的果蔬周转箱可以有效减少箱体在运输中受到污染,如自身发霉长菌等现象,证明该材料具备食品包装的安全性.     

Pultrusion of a flax/polypropylene yarn

The present work reports the pultrusion of a flax reinforced polypropylene commingled yarn containing discontinuous flax and polypropylene fibers. This was the first attempt to pultrude this material. Rectangular cross-sectional profiles have been successfully produced using a self-designed pultrusion line. In a series of experiments carried out with yarns of two different flax fiber contents, the pultrusion parameters were varied. In particular, the preheating and die temperatures and also the pulling speed, which are the most relevant parameters regarding the potential future pultrusion of natural fiber composite profiles at industrial scale. A complete characterization of each profile was conducted in order to examine the influence of processing parameters on the profile quality. The mechanical properties were evaluated by performing three point bending as well as Charpy impact tests.     

过氧化二异丙苯对竹纤维增强聚烯烃复合材料机械与流变特性的影响

采用过氧化二异丙苯（DCP）对聚丙烯及聚乙烯体系进行热降解处理,以提高竹纤维增强聚烯烃复合材料的熔融指数;借助聚丙烯与聚乙烯之间的微交联结构,提升竹纤维/聚烯烃复合材料的力学性能,降低复合材料的模塑收缩率。研究结果表明：DCP可以很好地促进聚烯烃的降解,聚烯烃的熔融指数与DCP的质量分数呈近线性关系;竹纤维的加入会降低DCP含量变化对竹纤维/聚丙烯复合材料熔融指数的影响;当复合材料中竹纤维质量分数为45%、DCP质量分数为0.3%时复合材料的力学性能最佳。     

The effect of filler particle size on the antibacterial properties of compounded polymer/silver fibers

Antibacterial activity has become a significant property of textiles used in applications such as medicine, clothing, and household products. In this study, we compounded polypropylene with either micro- or nano-sized silver powders. These polypropylene/silver compounds were prepared by direct melt-compounding using a conventional twin-screw mixer. We analyzed the characteristics of the compounds using wide-angle X-ray diffractometry (WAXS), differential scanning calorimetry (DSC), and scanning electron microscopy (SEM). The DSC and WAXS results indicated that the crystallinity of the polypropylene component decreased slightly when compared with that of the pure polymer. The SEM micrographs indicated that the silver particles had good dispersibility in the matrix. We measured the mechanical properties of these materials using a universal tensile tester and evaluated the antibacterial activities of these compounds by performing quantitative antibacterial tests using the AATCC-100 test method. From these evaluations of antibacterial activity, we conclude that the compounds incorporating the silver nanoparticles exhibited superior antibacterial activity relative to the samples containing micron-sized particles.     

甘油分散含银溶胶的制备及抑菌性能研究

以AgNO_3为银源,无水甘油作为还原剂和分散介质,PVP-K30为稳定剂和模板剂,首次以加热搅拌法一步制备了含纳米银的无水甘油溶胶。以紫外-可见吸收光谱、X射线粉末衍射、透射电子显微镜等手段对所得溶胶和溶胶中的纳米银颗粒进行表征,考察了AgNO_3加入量、反应时间等因素对纳米银溶胶和银单质形貌的影响。结果表明,当投料质量比(m(甘油)∶m(AgNO_3)∶m(PVP-K30))为200∶(0.5~1.5)∶5,反应温度为110℃,反应时间为0.5~3h,可以获得稳定的纳米银甘油溶胶,其中银单质的颗粒分散性好,形貌近球形,粒径为纳米级别。以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌作为研究对象,对所得含银溶胶的抗菌性进行研究,发现钠米银溶胶对4种目标菌均有很好的抑菌性,其中对枯草芽孢杆菌抑菌效果最好,且溶胶中银单质粒径越小,抑菌效果越好。     

纳米银抗菌包装对虾仁冷藏过程中品质的影响

目的制备一种可用于水产品冷藏保鲜包装的纳米银抗菌薄膜,并测定其保鲜性能。方法将纳米银母粒与低密度聚乙烯颗粒混合,并通过吹膜机生产纳米银质量分数为1%,2%的抗菌活性薄膜,通过测定pH值、TBARS值、TVB-N值、菌落总数等指标来分析纳米银抗菌活性薄膜对虾仁贮藏的效果。结果随着薄膜中纳米银含量的提高,抗氧化能力和抑菌能力也相应提高。与低密度聚乙烯薄膜相比,该薄膜的抑菌能力和抗脂质氧化能力可提高50%左右,冷藏虾仁的货架期可延长2 d。结论纳米银抗菌薄膜具有抗菌和抗氧化的作用,并可延长虾仁在冷藏过程中的保质期,有望成为一种新型的虾仁包装材料。     

Effect of material and process parameters on the mechanical properties of unidirectional and multidirectional flax/polypropylene composites

Unidirectional (UD) and multidirectional (MD) flax/polypropylene composites were studied. Flax with varying retting degree and boiled flax was used as reinforcement for the UD composites and unmodified and maleic acid anhydride modified polypropylene (MAA-PP) was used as matrix. Multidirectional flax/polypropylene composites were manufactured on laboratory scale and on pilot scale. They were made from needle-punched hybrid flax/PP non-wovens. Normally retted flax as well as boiled flax was used. For the specimens made on pilot scale, a third kind of flax, namely bleached flax was also studied. The influence of different process times and temperatures on the mechanical properties of the composites was analysed. Generally, the composites have adequate good mechanical properties. The unidirectional composites of boiled flax combined with MAA-PP show the best mechanical properties. Contrary to the UD composites, flax treatment did not lead to the expected property improvements for MD composites.