全生物降解PLA/PBC薄膜的制备及性能研究

本文以PBC（聚碳酸丁二醇酯）和PLA（聚乳酸）为主要原料,经双螺杆挤出机混合制得吹膜专用树脂,然后通过吹膜机制备出PBC/PLA全生物降解薄膜。并对全生物降解薄膜做了力学性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、酶降解性能和扫描电镜(SEM)分析。结果表明PBC/PLA全生物降解材料具有很好的相容性,随着PBC含量的增加,多组分PBC/PLA生物降解薄膜的降解性能逐渐提高。薄膜具有良好的热稳定性。PBC/PLA全生物降解薄膜拉伸强度随PBC含量增加有所降低但与PLA相比强度的降低不超过19.5%,薄膜的断裂伸长率确能由6.63%提高到192.50%,大大的提升了PLA的韧性。     

聚乳酸/聚己内酯共混材料的性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混材料,研究了PLA/PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌。结果表明,制备的PLA/PCL共混材料为部分相容体系;材料拉伸强度随PCL含量的增加先增加后降低,当PCL质量分数为30%时,材料的拉伸强度为55.9 MPa,比纯PLA提高了8%;冲击强度随PCL含量的增加而增大,当PCL质量分数为50%时,材料的冲击强度为14.7 kJ/m2,比纯PLA提高了2.5倍。     

PCL增韧PLA材料的流变行为及其热降解动力学

针对聚乳酸(PLA)的自身结晶速率慢而导致其韧性和耐热性差等缺陷,采用聚己内酯(PCL)与PLA熔融共混制备了PLA/PCL材料,并对其力学性能、热稳定性、流变等性能进行了研究。结果表明:PCL的添加量为5%时,PLA共混材料的断裂伸长率可达18.47%,冲击强度可达12.98 kJ/m~2;断面扫描显示,PCL增韧PLA复合材料出现了明显的韧性断裂特征,出现了更多的剪切区域和拉丝现象;DSC表明,PLA的冷结晶峰受到抑制,结晶速率明显提高,复合材料的结晶度比纯聚乳酸提高了73.4%,聚乳酸的韧性得到显著提高。同时,通过热降解动力学分析,进一步从理论上分析其热稳定性能提高的原因。     

纳米纤维素协同聚氨酯增强增韧聚乳酸的研究

以聚乳酸（PLA）为基体、聚氨酯（PU）为增韧相、纳米纤维素（NCF）为增强相,通过溶液法与熔融共混制得PLA/PU/NCF复合材料,研究了PU和NCF的含量对PLA力学性能与热稳定性的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和力学性能测试手段对PLA/PU/NCF复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明,柔顺的PU分子限制了PLA的结晶,提升了PLA基体的韧性;刚性的NCF通过氢键作用提升了PLA基体的强度;当NCF含量为3 %、PU含量为17 %时,PLA/PU/NCF复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比纯PLA提升了12.10 %和694.91 %;高温热稳定性有了显著改善,复合材料的600 ℃残炭率为19.36 %。     

聚乙二醇改性聚乳酸/乙酰柠檬酸三丁酯复合薄膜的结构及性能

以聚乳酸（PLA）为基材、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）为增塑剂、聚乙二醇（PEG）为增韧剂采用溶液共混法涂覆制备PLA复合薄膜。采用红外吸收光谱、热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜及拉伸测试表征PLA复合薄膜的结构和性能。结果表明,适量的PEG改性PLA/ATBC复合薄膜后,使其拉伸强度从29.52 MPa增加到33.40 MPa,断裂伸长率从262 %增加到292 %,薄膜的柔韧性得到增强;PEG的端羟基与PLA的羰基发生缔合反应形成氢键,提高了PLA/ATBC复合薄膜的热稳定性和结晶度;观察90 d后的薄膜表面SEM图像,发现PEG改性后的PLA/ATBC复合薄膜表面没有龟裂纹的产生,延长了其使用寿命;加入微量的爽滑剂乙撑双硬脂酰胺（EBS）改善了PLA复合薄膜的相容性和加工性能。     

PLA/PCL纤维及其支架的制备与力学性能研究

将一定质量比聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)进行共混,通过熔融纺丝得到PLA/PCL初生纤维,再经过热拉伸后得到PLA/PCL纤维;利用自制模具采用手工编织的方法制备了PLA/PCL管道支架;对PLA/PCL纤维及其支架的结构与性能进行了表征。结果表明:当PLA/PCL质量比为40:60时,PLA/PCL初生纤维的综合力学性能较好;拉伸温度和拉伸倍数对PLA/PCL初生纤维的力学性能影响较大,当拉伸温度为85℃、拉伸倍数为7时,所得的PLA/PCL纤维力学性能最好;在一定温度区间内,PLA/PCL支架的支撑力随着定型温度的升高而升高,合适的定型温度应为其玻璃化转变温度至130℃之间,制备的PLA/PCL支架具有良好的弯曲性、压缩性和支撑性能,能满足支架应用的需求。     

PHBH/PLA共混物相容性研究

采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚(3羟基丁酸酯3羟基己酸酯) （PHBH)/聚乳酸（PLA）共混物。通过电子万能试验机、差示扫描量热仪、热重分析及扫描电子显微镜等测定共混物的力学性能、热性能和热稳定性并观察其微观结构,研究了PHBH与PLA间的相容性。结果表明,PHBH与PLA共混后,综合力学性能得到改善,与PHBH相比,PHBH/PLA（80/20）共混物的断裂伸长率提高了38 %,冲击强度提高了15.7 %;PHBH和PLA的玻璃化转变温度呈现出相互靠近的趋势,两者表现出一定程度的相容性。     

MCC对PLA/PPC复合材料力学性能与热稳定性的影响

以微晶纤维素(MCC)作为改性剂,马来酸酐接枝聚乳酸(PLA g MAH)为界面相容剂,聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)为基体,通过熔融共混法制得PLA/PPC/MCC三元复合材料。采用控温拉伸、动态热分析、扫描电子显微镜以及热失重分析等方法研究了MCC对PLA/PPC的力学性能和热稳定性。结果表明,PLA/PPC/MCC三元复合材料的拉伸强度提高了12.7 %,玻璃化转变温度（Tg）提高了9.8 ℃;PLA g MAH的加入可以改善PLA/PPC/MCC三元复合材料的界面性质,从而提高力学性能和热稳定性;当PLA g MAH的添加量为5 %（质量分数,下同）时,三元复合材料在常温下的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了53.7 %、43.1 %和18.5 %;在60 ℃下三元复合材料的断裂强度提高了80 %;热降解温度以及最大失重温度与PLA/PPC相比分别提高了25.31 ℃和61.83 ℃。     

PCL/PLA/凹凸棒土复合材料的制备及性能

采用熔融共混法制得了PLA/PCL/凹凸棒土复合材料,考察了PCL、凹凸棒土对复合材料力学性能、热稳定性和降解性能的影响。结果表明,PCL含量为15%、凹凸棒土含量为5%,复合材料的力学性能较好,拉伸强度达到37.62MPa;随着PCL添加量的增加,复合材料的热稳定性增强;复合材料的降解率随着凹凸棒土添加量的增大而增大,但降解率较低,最大降解率为2.56%。     

抑菌型可降解PLA/PCL/T-ZnOw形状记忆复合材料的制备与性能研究

采用溶液共混法制备聚乳酸/聚己内酯(PLA/PCL)复合材料,研究了四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)对PLA/PCL复合材料的力学性能、形状记忆性能、热稳定性及降解性的影响。结果表明,当PCL质量分数为30%,T-ZnOw质量分数为3%时,PLA/PCL/T-ZnOw复合材料的拉伸强度和断裂伸长率较分别提高了40.8%、74.1%,形状记忆性能达到最佳。T-ZnOw赋予了PLA/PCL复合材料一定的抑菌性,同时还促进了复合材料的降解。PLA/PCL/T-ZnOw复合材料较PLA/PCL复合材料的结晶度(X_C)提高了,形状记忆的固定率明显增加;初始热分解温度降低,残炭量提高。这种具有抑菌性的可降解PLA/PCL/T-ZnOw形状记忆材料在医疗和智能材料领域将有广泛的应用前景。     

PBAT/PLA/TPS生物降解薄膜的制备及性能研究

聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT),聚乳酸(PLA)和热塑性淀粉(TPS)通过熔融共混并挤出吹膜。固定PBAT的质量分数为50%,改变PLA和TPS的比例。对PBAT/PLA/TPS薄膜的力学性能、热性能、结晶行为、撕裂断面形态、阻水性和氧气渗透性进行了研究。结果表明,PBAT/PLA/TPS薄膜中PLA的冷结晶温度降低了约40℃,PLA的冷结晶能力增强。随着TPS含量的增加,PBAT/PLA/TPS薄膜的拉伸强度降低、断裂伸长率增加。通过扫描电子显微镜观察,PBAT/PLA/TPS薄膜表现为明显的韧性断裂。水接触角和氧气渗透性测试表明薄膜具有良好的应用性能。     

二聚脂肪酸增韧改性聚乳酸/橡实淀粉共混体系的研究

通过熔融挤出法制备了二聚脂肪酸（DA）改性聚乳酸（PLA）/橡实淀粉（AS）共混体系,并在保持PLA和AS质量比不变（60/40）,仅DA含量变化的情况下,通过扫描电子显微镜、动态热机械分析仪和同步热分析仪等测试手段对共混体系的力学性能、疏水性能、热性能和熔体流动性进行了测试分析。结果表明,随着DA含量的增加,共混体系的疏水性和熔体流动性能逐渐增强,而共混体系的拉伸、弯曲强度则呈逐渐降低的趋势;DA的加入显著提高了PLA基体材料的韧性,并在一定程度上降低了共混体系的玻璃化转变温度和初始热稳定性。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

豌豆淀粉/聚乳酸双层膜的制备与性能表征

采用溶液流延法以豌豆淀粉（PS）和聚乳酸（PLA）为原料制备了豌豆淀粉/聚乳酸（PS/PLA）双层薄膜。通过对双层薄膜的吸水性、溶解性、水蒸气透过性、拉伸性能、表面形貌等进行测试,研究了薄膜的力学性能、疏水性能以及水蒸气阻隔性能。结果表明：随着双层膜中聚乳酸层的比例增加,双层薄膜的吸水性、溶解性和水蒸气透过性逐渐降低,拉伸强度和拉伸模量逐渐增加,断裂伸长率逐渐下降,表明水蒸气阻隔效果明显,增加了膜的韧性,降低了膜的强度。当PLA和PS的质量比为50：50时,PS/PLA双层膜的拉伸强度为（13.47±0.75）MPa,拉伸模量为（0.848±0.002）GPa;断裂伸长率为（16.11±0.16）%,水蒸气透过系数为0.27×10^-10 g·cm/（cm²·s·Pa）。     

杜仲胶/聚乳酸形状记忆热塑性硫化胶的制备及性能

将生物基高分子材料杜仲胶（EUG）和聚乳酸（PLA）通过动态硫化技术制备了具有形状记忆性能的热塑性硫化胶（EUG/PLA TPV）。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热、动态力学和力学性能测试及热机械循环分析等手段分别考察了EUG/PLA TPV的微观形貌、相容性、热性能、动态力学和力学性能及形状记忆性能。结果表明,增容剂腰果酚有效改善了EUG相与PLA相之间的相容性,从而提高了EUG/PLA TPV的力学性能。当橡塑质量比为5/5时,拉伸强度为10.5 MPa,扯断伸长率达到286%,是纯PLA的约48倍。EUG/PLA TPV具备特殊的双连续相结构,可以赋予其良好的形状记忆性能,形状固定率最高达到93%左右,形状回复率最高达到98%左右。     

原位聚合法制备聚乳酸/滑石粉复合材料

用硅烷偶联剂对超细滑石粉（Talc）改性后,采用原位聚合法制备出不同质量分数的聚乳酸/滑石粉（PLA/Talc）复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、核磁共振波谱仪（NMR）、热失重分析仪（TG）、偏光显微镜（POM）等方法对复合材料进行表征。结果表明,Talc粒子在复合材料中均匀分散;PLA/含量3 %Talc的复合材料的拉伸强度、冲击强度分别比纯PLA增加了102.56 %和47.83 %,复合材料的热稳定性也明显提高;Talc促进了PLA结晶性能,在一定程度上提高其力学性能,复合材料降解速率比于纯PLA明显加快。     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

不同分子量PCL增韧PLA的结构与性能

采用两种不同分子量的聚(ε-己内酯)(PCL)(粘均分子量60 000和3 000)与聚乳酸(PLA)在175℃下共混10 min制备PLA/PCL共混物。通过动态流变、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能等研究了PLA/PCL共混物的结构和性能。动态流变显示,在PCL低含量(质量分数小于15%)时,PCL与PLA是相容的,质量分数为15%时PCL与PLA表现出明显的相分离行为。SEM显示,随着PCL含量的增加,PCL相的尺寸变大;低分子量PCL(L-PCL)的相尺寸明显大于高分子量PCL(H-PCL),而且相形态不是规则的球状。随着PCL含量的增加,共混物的拉伸强度下降,而断裂伸长率增加。当H-PCL质量分数为8.3%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率为137.32%。当H-PCL质量分数为15%时,其断裂伸长率高达232.76%。在添加相同含量PCL时,PLA/H-PCL共混物的拉伸强度高于PLA/L-PCL;而PCL质量分数8%时,共混物的断裂伸长率相差不多,当PCL质量分数大于8%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率明显比PLA/L-PCL共混物的高。     

木质纤维素微纤丝改性UF树脂的性能研究

将木质纤维素微纤丝（MFC）加入UF树脂,考察其热性能与力学性能的变化。DSC研究结果显示随着MFC含量的增加,UF树脂固化温度逐渐下降;热重分析显示添加MFC可改善UF树脂的热稳定性;DMA实验结果表明添加MFC的UF胶合板储能模量和玻璃化转变温度有所上升;胶合强度测试表明添加MFC的UF胶合板的胶合强度提高了29%。与未改性的UF树脂相比,木质纤维素微纤丝（MFC）的加入降低了固化温度,提高了热稳定性,改善了力学性能。     

拉伸形变支配的PLA/PCL复合材料制备及性能研究

由体积拉伸形变支配的新型聚合物成型加工设备,具有加工热历程短,分散混合效果好等特点。采用偏心转子挤出机制备聚乳酸/聚己内酯(PLA/PCL)复合材料,可以保持PLA和PCL良好的生物可降解性能,并在降低加工温度的同时提高两相体系共混物的混合效果。通过研究不同PCL质量分数对PLA/PCL复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性的影响。结果表明,随着PCL含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐下降,而冲击性能和断裂伸长率呈先上升后下降的趋势。当PCL的含量达到20%时,复合材料的断裂伸长率和冲击强度达到最大值。通过观察复合材料的微观结构,可以看到PCL在拉伸流场的作用下在PLA基体中呈液滴状均匀地分散,与传统挤出机相比,PLA/PCL共混体系中分散相粒径的平均尺寸更小,且分散更加均匀。这说明体积拉伸形变为主的偏心转子挤出机可以较好地提高复合材料的综合性能。