云母对聚乳酸热性能的影响

利用转矩流变仪将聚乳酸(PLA)与云母(Mica)熔融共混,制得复合材料(PLA/Mica)。利用热失重仪(TGA)和维卡软化温度仪(VST)仪测试热分解温度和热变形温度,来表征PLA热性能随云母含量变化而变化的情况。结果表明,添加云母后,PLA热稳定性降低,热分解温度随着云母含量的增加而降低;同时,添加云母后PLA耐热变形温度增加,其中云母含量5%的复合材料的维卡软化温度为72.5℃,与纯PLA的64.5℃相比,提高了8℃;在铝酸酯偶联剂DL411、硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570四种偶联剂中,偶联剂KH-550表面处理后云母和PLA共混制得的复合材料具有相对较好的热稳定性和热变形温度。     

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%。     

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。     

退火对有机化竹纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

以有机化竹纤维(OBF)为成核剂,通过双螺杆挤出机制备了可完全生物降解的PLA/OBF复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)和热变形、维卡软化点温度测定仪分析了在不同退火条件下,成核剂OBF对PLA结晶及耐热性能的影响。结果表明:OBF是一种有效成核剂,当OBF含量为1.2%时,PLA的结晶速率加快,成核密度增加、晶体尺寸减小,并且结晶度变大,纯PLA的结晶度为17.3%,添加了OBF的PLA结晶度提高到27.9%;退火处理可以有效改善PLA的结晶及耐热性能,但对PLA的晶型没有影响,在90℃退火10 min时,纯PLA的结晶度提高到58.7%,维卡软化点达到57.1℃;PLA/OBF的结晶度提高到60.1%,维卡软化点达到85.0℃。     

PLA/PBAT/沙柳三元木塑复合材料的制备及性能研究

为改善聚乳酸(PLA)基木塑复合材料中质硬、韧性差和耐热性差等缺点,以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)作为改性树脂,制备PLA/PBAT/沙柳三元木塑复合材料。结果表明:PBAT加入量为树脂总量(PLA+PBAT)的50%时,木塑复合材料(WPC)的静曲强度、弹性模量和拉伸强度分别为30.86、3 042、13.47 MPa,冲击强度、维卡软化温度和热变形温度分别为4.74 kJ/m²、66.6℃和59.3℃。与未添加PBAT的样品相比,样品6的静曲强度、弹性模量和拉伸强度的保持率分别为60%、51%和54%,冲击强度提高80%,样品6的韧性得到明显改善;维卡软化温度和热变形温度升高5.9℃和2.5℃,样品6抵抗热变形能力得到增强。     

有机膨润土和退火对PLA结晶及耐热性能的影响

以有机膨润土(OBT)作为聚乳酸(PLA)的成核剂,采用熔融共混法制备了PLA/OBT共混物,通过偏光显微镜(POM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和维卡软化温度测定仪分析了在不同退火条件下,成核剂OBT对PLA结晶及耐热性能的影响。研究表明:加入成核剂OBT后,短时间的退火能够有效提高PLA的结晶度和耐热性能。当OBT的含量为0.5%时,PLA/OBT共混物在100℃下退火10 min后,其结晶度为46.3%,热变形温度(HDT)为97.8℃。     

PS/POE/功能化石墨烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,乙二胺功能化石墨烯(G-EDA)为纳米填料,经熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/POE-g-MAH/G-EDA纳米复合材料,并对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了全面的表征。红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能、维卡软化温度和熔融指数测试表明:乙二胺(EDA)已成功接枝于石墨烯的表面上;共混过程中,POE-g-MAH的酐基与EDA的氨基发生反应改善了共混体系的界面相容性;G-EDA在熔融共混过程中均匀分散于PS基体中;随着G-EDA含量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后降低,当G-EDA质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了12.3%,比纯PS提高了15.5%;而当G-EDA质量分数为0.75%时,复合材料的冲击强度达到最大值,比PS/POE-g-MAH提高了22%,比纯PS提高了22.4%。因此,当G-EDA的质量分数在0.5%~0.75%之间时,复合材料的综合力学性能最好。G-EDA的加入,纳米复合材料的邵氏A硬度、维卡软化温度等都逐渐增大,而熔融指数逐渐降低。     

退火对聚乳酸结晶及耐热性能的影响

以活化海泡石(ADI-S)为成核剂,通过熔融混合的方法制备了聚乳酸(PLA)/ADI-S复合材料。采用差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪、偏光显微镜和热变形、维卡软化点温度测定仪分析了退火条件对PLA结晶性能及耐热性能的影响。结果表明,添加成核剂后,短时间内的退火可大幅提高PLA的结晶度和耐热性能;PLA/ADI-S在90 ℃退火10 min时,其结晶度为53.3 %,维卡软化点为83.3 ℃。     

聚乳酸/尼龙11/氯醚弹性体三元共混体系结构与性能研究

以生物基尼龙11(PA11)和氯醚橡胶(ECO)作为聚乳酸(PLA)的增韧和耐热改性剂,通过熔融共混的方法制备了PLA/PA11/ECO三元共混体系,并系统表征了体系的相容性、形貌结构、热行为及物理性能.PA11的存在改善了共混体系组分之间相容性.连续相PA11能有效提高PLA基体的维卡软化温度至160 ℃以上.PLA...     

LDPE/剑麻纤维素微晶复合材料性能研究

采用熔融共混法制备低密度聚乙烯(LDPE)/剑麻纤维素微晶(SFCM)复合材料,研究了SFCM的用量对LDPE/SFCM复合材料的力学性能、维卡软化点、熔体流动速率及熔融结晶行为的影响。力学性能测试表明:SFCM的加入可明显提高基体LDPE的拉伸弹性模量、弯曲强度及模量,但降低了体系的拉伸强度。当加入3份的SFCM时,LDPE/SFCM复合材料的缺口冲击强度最大,为46.9 k J/m~2,比纯LDPE提高了33.2%。热性能、流动性能及DSC研究表明:SFCM的加入对LDPE/SFCM复合材料的维卡软化点、熔融温度及结晶温度影响不明显,但降低了复合材料的熔体流动速率,同时LDPE的结晶度明显提高。     

改性云母对PLA/TPU共混物结晶和热性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体,热塑性聚氨酯(TPU)为增韧相,改性云母(Mica)为增强相,利用挤出熔融混合法制备了一系列PLA/TPU/Mica复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪和维卡软化仪测试了复合材料的形态、结晶性能和热性能。结果表明:添加2.5%的Mica后,PLA/TPU共混物的结晶度下降了2.77%,热变形温度提高了6.7℃;同时,改性后的Mica具有良好的分散形态,当2.5%的Mica经硅烷偶联剂改性后,其共混物结晶度仅下降了1.06%,热变形温度提高了8.5℃;与钛酸酯偶联剂改性的Mica相比,硅烷偶联剂改性的Mica能够更好地改善共混物的耐热性。     

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.     

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。     

牵引速率与Mica协同调控PLA的形态及热性能研究

利用双螺杆挤出机进行不同组分比的聚乳酸(PLA)/云母(Mica)粒子复合材料熔融共混,通过调节挤出物的牵引速率制备不同的共混粒料,再利用平板硫化机模压成型制备系列基于不同牵引速率的PLA/Mica标准样条。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行Mica粒子分散形态观察,发现高的牵引速率起到了较好地改善Mica粒子分散效果的作用;采用热重分析仪(TG)、动态热机械分析仪(DMA)和维卡温度软化仪(VST)分别进行了复合材料的热稳定性及热变形温度测试,与纯PLA相比,牵引速率0.50 m/s下的PLA/Mica(质量比91/9)复合材料最大热分解温度和热变形温度分别提高了3.5℃和4.4℃。结果表明,与纯PLA的相比,牵引速率0.50m/s下的PLA/Mica(质量比91/9)复合材料最大热分解温度和热变形温度分别提高了3.5℃和4.4℃。     

PLA/ECP/ATBC三元共混复合材料的制备及其性能

将与聚乳酸(PLA)化学接枝改性的环氧大豆油(ECP)和乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为复合增塑剂,改变ECP和ATBC的含量与PLA熔融共混制备PLA/ECP/ATBC三元共混复合材料,通过差式扫描量热仪、热变形温度测定仪、万能拉伸试验机、水接触角测定仪、洛氏硬度计考察了PLA/ECP/ATBC复合材料的热稳定性、力学性能和亲疏水性能。结果表明,复合材料结晶度最大为14.07%,是纯PLA的8.96倍;缺口冲击强度最大为4.59 kJ/m~2,比纯PLA提高了99.57%;断裂伸长率最大为167.2%,是纯PLA的50.21倍;改变ECP和ATBC的含量可以调节PLA复合材料的亲疏水能力和雾度,能为PLA基体与其他亲水亲油类材料的相容性改性拓宽思路,雾度的改变使PLA基复合材料可以用作光扩散剂,有助于拓展PLA材料的应用范围。     

3D打印制备PLA/MWCNT复合材料及其性能研究

聚乳酸作为基体材料,通过研磨共混法制备了多壁碳纳米管(MWCNT)/聚乳酸(PLA)复合粒料,应用3D打印技术打印了PLA/MWCNT复合材料样条。通过对复合材料导电性能测试,结果表明随着MWCNT掺杂量的增加,复合材料的电导率数值呈指数型增长,当MWCNT含量达6%时,电导率为10~(-2) S/cm。力学性能测试得到在MWCNT含量为6%时,样条的拉伸强度达63.7 MPa,比纯的PLA材料提升37.6%;弯曲强度为126.7 MPa,提高了16.9%。扫描电子显微镜(SEM)观察发现MWCNT在PLA基体中较为分散,PLA/MWCNT复合样条断面呈现多孔蜂窝状。样品热分解温度高达390.2℃,耐热效果明显提升。     

聚偏氟乙烯/酸化多壁碳纳米管复合材料的制备及性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,以酸化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为功能性纳米填料,通过熔融共混法制备了不同MWCNTs-COOH含量的PVDF/MWCNTs-COOH复合材料。分别采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD),差示扫描量热(DSC),扫描电子显微镜(SEM)、拉伸性能、硬度及维卡软化点温度测试对复合材料结构、微观形貌、力学性能、熔融与结晶行为及耐热性能等进行了测试和表征。FTIR测试表明,MWCNTs被混酸成功酸化成MWCNTs-COOH,有利于增强PVDF与MWCNTs-COOH之间的界面相互作用。XRD测试表明,随着MWCNTs-COOH的加入促进了PVDF的β晶的生成。SEM分析表明,当MWCNTs-COOH质量分数为1.0%时,MWCNTs-COOH被PVDF包覆并均匀地分散到基体中。DSC测试表明,MWCNTs-COOH的加入提升了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度。当MWCNTs-COOH质量分数为1.0%时,PVDF/MWCNTs-COOH复合材料的拉伸强度可达到60.2MPa,较纯PVDF提高了10.5%,断裂伸长率、邵氏A硬度和维卡软化点温度分别为124%,82.7和161℃。     

HDPE/PA1012复合材料的热性能及微观结构研究

以马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)为相容剂,在双螺杆挤出机上通过原位增容反应制备了高密度聚乙烯/尼龙1012(HDPE/PA1012)复合材料。实验发现随着HDPE-g-MAH加入量的增加,复合材料的维卡软化温度(VST)呈现先增加,然后迅速下降的趋势。当加入3%的相容剂时,复合材料的维卡软化温度达到最大值171℃,相比纯HDPE的维卡软化温度高出近50℃。当相容剂的质量分数增加至20%,复合材料的维卡软化温度降至128℃,与纯HDPE相近。通过对不同相容剂含量的复合材料进行断面SEM分析,发现复合材料中PA1012分散在HDPE基体中的成丝状结构,其耐温性能与丝状结构密切相关,并用DSC分析了复合材料的结晶行为。     

HDPE/CNTs复合材料的制备及性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体、碳纳米管(CNTs)为导热填料,通过熔融共混法和溶液共混法制备了HDPE/CNTs导热复合材料;研究了CNTs添加量和尺寸对复合材料力学性能、热导率、维卡软化温度和熔体流动速率的影响,并对比了两种制备方法对复合材料力学性能和热导率的影响。结果表明:随着CNTs用量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和热导率均明显提高;直径大的CNTs更有利于复合材料性能的提升;加入10%的CNTs后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和热导率分别提高了33.43%、36.31%和52.59%(测试温度60℃);采用熔融共混法制备的复合材料的性能提高更明显。     

凹凸棒石/聚乳酸纳米复合材料的力学性能和流变性能

采用熔融共混法制备凹凸棒石(ATT)质量分数分别为1%、3%和5%的ATT/聚乳酸(PLA)纳米复合材料,研究了ATT/PLA纳米复合材料的力学性能和流变性能。红外光谱分析结果表明:ATT与PLA基体之间存在较强的相互作用,使得二者之间具有较好的相容性。当ATT含量低于5%时,其可均匀分散在PLA基体中,而达到5%时,则会发生部分团聚。添加ATT后,PLA基体从脆性材料变为韧性材料,ATT起到增韧作用,并显著提高了复合材料的力学性能。当ATT含量为3%时,断裂伸长率达到26.36%,比纯PLA增加了297.6%,并且复合材料的冲击强度也比纯PLA增加了19.7%。ATT/PLA纳米复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量随ATT含量的增加呈先增大后减小趋势。由于ATT与PLA之间有良好的结合力,ATT的加入增大了复合材料的弹性和黏性,且低频区的变化明显高于高频区的变化。