溶液法制备PLA/改性长石复合材料及其性能表征

以KH570为改性剂对哈密长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,通过溶液法制备了PLA/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,经改性后界面接触角明显增大,表面有机憎水,具有亲油性,与FT-IR分析结果相吻合;力学性能测试表明,5%改性长石的加入有助于改善PLA复合材料的拉伸强度;TGA分析表明PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了4.47℃,表明其热稳定性得以提高;DSC分析表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合。测试结果表明,改性长石在PLA基质中起到了异相成核的作用,促进了PLA基质的结晶。     

聚丙烯/改性长石复合材料的制备、性能及结构表征

以新疆地产哈密长石为原料,对长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,制备了聚丙烯(PP)/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。结果表明,改性长石的界面接触角明显增大;与PP基体相比,PP/5%改性长石复合材料的拉伸强度提高了3.78%,冲击强度提高了3.40%,热分解温度提高了6.47℃;改性长石填料起到了部分β-PP晶成核剂的作用,PP/改性长石复合材料的结晶度比纯PP有了不同程度的提高。     

PP/Nano-TiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化钛(nano-TiO2)对长石进行表面修饰,并用偶联剂KH570对包覆长石进行改性处理,对其表面包覆形貌、表面成分进行了分析和表征。采用热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)分析、差示扫描量热法(DSC)对由改性nano-TiO2包覆长石制备的聚丙烯(PP)/nano-TiO2包覆长石复合材料的性能进行了研究,并用扫描电镜(SEM)观察了其表面形貌。结果表明:当改性长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,复合材料的冲击性能随着改性长石用量的增加而提高;其热稳定性和韧性比PP基体有所改善;XRD与DSC分析表明,包覆长石的加入能诱导β晶形成,对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

玻璃纤维的表面改性及其聚乳酸复合材料的热性能分析

选用玻璃纤维(GF)作为聚乳酸(PLA)基体的增韧材料,并依次用硅烷偶联剂(KH550)和油酸(OA)对玻璃纤维表面进行二次改性制得改性玻璃纤维(OKGF),并通过共混法制备出PLA/GF和PLA/OKGF复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的GF进行表征测试,通过SEM、差示扫描量热仪(DSC)探究了改性前后的玻璃纤维以及玻璃纤维含量对复合材料的微观形貌和热行为的影响。结果表明：油酸成功包覆在玻璃纤维表面,包覆量约占玻璃纤维质量的2%;OKGF的加入有效提高了GF与PLA基体的界面黏结性,改性玻璃纤维基本没有从基体中拔出的情况出现;PLA/OKGF复合材料的玻璃化转变温度下降1～7℃,冷结晶温度下降10～22℃,有效增强了PLA基体的结晶能力;当OKGF填充量为20%,二次升温速率为5和20℃/min时,PLA/OKGF复合材料的熔融结晶度分别达到了39.4%和39.2%,相较纯PLA分别提高了310.4%和266.4%。     

聚乳酸/改性甘蔗纤维复合材料的制备与性能分析

以低分子量聚乙二醇(PEG)为增塑剂,马来酸酐改性的甘蔗纤维(MSF)为成核剂,采用熔融共混的方式制备PLA/MSF/PEG复合材料,并对复合材料的结晶行为、晶体形貌、力学和表面亲水性进行研究。结果表明:表面改性的MSF可作为异相成核剂,显著提高PLA的结晶能力;增塑剂PEG和成核剂MSF的协同加入,能够进一步提高PLA的结晶速率,并增大球晶尺寸。增塑剂PEG的加入,能够明显提高PLA/MSF/PEG的断裂伸长率,但使复合材料的拉伸强度和模量下降。与PLA/PEG共混物相比,PLA/MSF/PEG共混物具有更高的拉伸强度和模量。PLA/MSF(3%)/PEG(10%)的综合性能较好,与纯PLA相比断裂伸长率提高468.7%,拉伸强度降低48.7%左右。因此,增塑剂PEG与改性纤维MSF协同改性,使PLA/MSF/PEG共混物具有更优异的力学性能和结晶性能,能够进一步扩大PLA材料的应用范围。     

PP/Nano-SiO_2包覆长石复合材料的制备、性能及结构表征

采用纳米二氧化硅(nano-SiO2)对长石填料进行表面修饰改性,且对其表面包覆形貌进行了分析和表征。以nano-SiO2包覆改性长石为填料制备了聚丙烯(PP)/包覆长石复合材料,并对其力学性能、热稳定性进行了研究。结果表明:当包覆长石用量为3%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值;同纯PP相比,该复合材料的热稳定性和韧性有所提高;另外,nano-SiO2包覆长石粉体对PP具有异相成核作用,提高了PP基体的结晶度。     

碳纳米管/聚乳酸复合材料非等温结晶动力学

研究了聚乳酸(PLA)与多壁碳纳米管(MWNTs)/PLA复合材料的非等温结晶动力学。利用硅烷偶联剂KH-550改性碳纳米管,并用溶液共混法制备MWNTs/PLA复合材料。利用DSC研究了材料的结晶过程,所得的降温曲线表明基体中的碳纳米管可以提高材料的结晶温度范围和结晶放热焓。采用Jeziorny法和Mo法研究了PLA与MWNTs/PLA复合材料的非等温结晶动力学,结果表明,适量的碳纳米管有效地起到了成核剂的作用,提高了材料的结晶速率。     

贝壳粉对PLA复合材料力学性能和热稳定性的影响

以贝壳粉(SP)和硬脂酸表面改性的贝壳粉(SSP)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融共混法制备了PLA/SP和PLA/SSP复合材料。运用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)研究了SP、SSP对PLA力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验条件下,随着填料用量的增加,PLA/SP和PLA/SSP复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度则先升高后降低,分别在填料用量为10%和30%时达到最大值,较纯PLA分别提高了7.4%和114.81%。SP和SSP均可起到成核剂的作用,提高了PLA的结晶性能(其中SSP对PLA结晶性能的提高作用更为明显),但二者的添加会降低PLA的热稳定性。     

表面改性CNF对PBS/PLA共混物的湿热老化行为的影响

以硅烷偶联剂KH550对纳米纤维素(CNF)进行表面改性,利用双螺杆挤出机熔融共混制备一系列聚丁二酸丁二醇脂(PBS)/CNF母粒改性聚乳酸(PLA)复合材料,并在湿热老化试验箱中进行老化试验。通过扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜等对复合材料的结晶和力学性能进行测试。结果表明,CNF可作为异相成核剂改善PLA的结晶行为,使PLA的结晶度提高;改性后,PBS/CNF复合母粒与PLA基体之间的相容性有较大改善;老化36 h后,PLA/PBS/CNF-KH550复合材料结晶进一步完善,其结晶度、拉伸强度和断裂伸长率较老化前分别提高了28.15 %、5.54 %和8.23 %。     

偶联改性棉花纳米纤维素/聚乳酸复合材料的非等温结晶性能和疏水性能研究

采用偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对棉花纳米纤维素(CNF)进行表面改性,得到偶联改性棉花纳米纤维素(cCNF),将cCNF与聚乳酸(PLA)的氯仿溶液直接共混,通过溶液浇铸得到偶联改性棉花纳米纤维素/聚乳酸复合材料(cCNF/PLA)。研究cCNF的加入量对PLA的非等温结晶性能和疏水性能的影响。结果表明:复合材料的结晶峰温度及结晶度先升高后降低,当cCNF的添加量为0.125%时,复合材料结晶峰温度及结晶度升高至最大值,分别为107.2℃、32.1%,比纯PLA分别升高2.4℃、5.5%;PLA及其复合材料的半结晶时间(t_(1/2))也缩短。采用改进的Avrami方程研究PLA及cCNF/PLA的非等温结晶过程,在2、4、6℃/min的降温速率下,n值的范围为1.85～2.54,表明晶体的生长模式为二维和三维并存,当cCNF的添加量为0.125%时,结晶速率常数均升高到最大值。当cCNF的添加量为1%时,cCNF/PLA复合材料的接触角降到最小值69°,比纯PLA降低11.5°。