聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的研究

通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、旋转流变仪对其相容性、热性能和黏度等进行了研究,并研究了PBS的加入对PLA力学性能的影响。结果表明,PLA和PBS之间是部分相容的,PBS的少量添加并不影响PLA的拉伸强度,且其冲击强度随着PBS含量的增加呈先上升后下降的趋势,当PBS含量为10份时,共混物的冲击强度最好;与纯PLA相比,共混物的黏度有所增加,且随着PBS含量的增加,共混物的黏度逐渐增大;PBS的添加起到异相成核作用,促进了PLA的结晶。     

低密度聚乙烯/聚乳酸共混物性能的研究

利用熔融成型法制得不同聚乳酸(PLA)质量分数的低密度聚乙烯/聚乳酸(PE–LD/PLA)共混物,并对PE–LD/PLA共混物的结构和性能进行研究。结果表明,共混物中PLA相与PE–LD相之间没有发生化学反应,它是PLA与PE–LD的一种简单混合物。共混物中的PLA含量对其力学性能和亲水性均有很大影响。随着PLA含量的增加,共混物的断裂伸长率逐渐降低而拉伸强度和拉伸弹性模量逐渐增大,共混物的亲水性增加,且随着降解时间的增加,共混物的断裂伸长率轻微增加而拉伸强度和拉伸弹性模量小幅度降低,这些现象均与PLA是一种强度高但柔韧性较差的亲水性高分子材料有关。     

丙烯酸酯接枝改性天然橡胶增韧聚乳酸

通过在天然橡胶(NR)分子链上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA),制备了三种丙烯酸酯接枝改性NR:NR-g-PMMA,NR-g-PBA和NR-g-(PMMA,PBA)。采用核磁共振氢谱对三种接枝物进行了化学结构鉴定。将接枝改性后的NR和未改性的NR与PLA采用哈克密炼机熔融共混,分别制备了PLA/NR,PLA/NR-gPMMA,PLA/NR-g-PBA和PLA/NR-g-(PMMA,PBA)共混物,研究了接枝改性NR和未改性NR含量对共混物力学性能和热性能的影响。各共混物的拉伸弹性模量和拉伸强度均随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而降低,断裂伸长率和缺口冲击强度随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而提高。其中,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度比其它共混物提高的幅度大,当NR-g-PBA的质量分数为5%时,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率达到78%,缺口冲击强度为5.2 k J/m2,而纯PLA的断裂伸长率仅为7.7%,缺口冲击强度为2.5 k J/m2,说明NR接枝分子柔顺性较高的BA更有利于促进其与PLA共混物的韧性提高。热分析结果表明,PLA/NR-gPBA共混物的热稳定性相比于纯PLA也有所提高。     

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。     

核-壳结构粒子MBS增韧聚乳酸的性能研究

采用乳液聚合法合成核-壳结构粒子甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS),进一步对聚乳酸(PLA)进行增韧改性,并以甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物P(MMA-co-GMA)作为共混体系的相容剂。通过力学性能测试、动态热机械分析仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了该共混体系的力学性能和微观形态。结果表明,随着MBS含量的增加,共混物的冲击强度显著提高,屈服应力逐渐降低;相容剂P(MMAco-GMA)的引入没有提高共混物的冲击性能,但是显著提高了拉伸强度。DMA结果表明,随着P(MMA-co-GMA)中GMA含量的增加,PLA的玻璃化转变温度逐渐上升,MBS壳层的玻璃化转变温度逐渐降低;TEM测试发现P(MMAco-GMA)加入后,核壳粒子在PLA中分散得更加均匀。对形变区的SEM观察发现MBS橡胶粒子发生空洞化,基体发生剪切屈服。     

PLA/PHBV共混改性研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PLA/PHBV)共混物,研究了PLA/PHBV质量比以及滑石粉(Talc)含量对PLA/PHBV共混物性能的影响。结果表明,随着PHBV含量的增加,PLA/PHBV的结晶度先降低后升高,断裂伸长率提高了21.81%,冲击强度提高了35.9%,拉伸强度下降;随着Talc含量的增加,PLA/PHBV/Talc的结晶度增大,冲击强度提高了12.4%,但是断裂伸长率和拉伸强度有所下降;在不显著降低拉伸强度和弯曲强度的前提下,PHBV的含量为20%(质量分数,下同)且Talc含量为1.5%时,复合材料的力学性能最优。     

PLA/PCL共混物的红外光谱和拉曼光谱分析

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物,并对其进行红外光谱和拉曼光谱分析对比:PLA/PCL共混物的红外反射光谱在1 274,1 184 cm-1处的峰强度随PCL含量增加而增大,1 090 cm-1处峰强度随PLA含量减少而降低,峰强度与共混组分配比对应关系不太明显;PLA/PCL共混物的拉曼光谱在875 cm-1处出现PLA的中等强度吸收峰,在914 cm-1处出现PCL的中等强度吸收峰,吸收峰强度与共混组分配比间存在明确对应关系;采用拉曼光谱分析PLA/PCL共混物所得信息多于红外光谱,可用该方法对其进行定性和半定量分析。     

聚甲基丙烯酸甲酯/ABS共混体系力学性能研究

采用双螺杆熔融共混工艺路线，通过选用合适牌号的聚甲基丙烯酸甲酯及ABS为基本原料，通过控制合适共混工艺条件，制备了一系列不同配比的聚甲基丙烯酸甲酯／ABS塑料合金材料。采用电子万能试验机、悬臂梁冲击实验机等测试手段对合金的力学性能进行了研究，结果表明：聚甲基丙烯酸甲酯／ABS合金材料的拉伸强度随聚甲基丙烯酸甲酯含量的增加而增大，断裂伸长率随着聚甲基丙烯酸甲酯含量的增加而减小，缺口冲击强度随聚甲基丙烯酸甲酯含量的增加而减小。     

PLA/PBS共混物增黏改性的研究

采用熔融反应共混法,通过引入过氧化二苯甲酰(BPO),对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)进行增黏改性。研究了该PLA/PBS反应共混物的流变性能、凝胶分数、热性能、力学性能和断面微观形貌。结果表明:随着BPO用量的增加,PLA/PBS反应共混物的转矩和凝胶分数均增大;PLA/PBS反应共混物的结晶性和熔点(Tm)随着BPO用量的增加而降低,且出现熔融双峰,当BPO用量增至1 phr时,熔融双峰消失,PLA和PBS间的相容性显著改善;随着BPO用量的增加,PLA/PBS反应共混物的断裂伸长率、拉伸强度、冲击强度均有所提高,而玻璃化转变温度(Tg)先降后升,体系的内耗则逐渐降低。     

PLA/PHBV共混3D打印线材的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PLA/PHBV)共混物,用熔融沉积成型(FDM)技术制备了三维(3D)打印标准测试样条,研究了PLA/PHBV质量比对PLA/PHBV共混物及3D打印线材性能的影响。结果表明,PLA/PHBV共混材料是完全不相容的体系,随着PHBV含量的增加,PLA/PHBV共混物以及3D打印制品的拉伸强度下降,但断裂伸长率有所提高;弯曲强度及冲击强度均先上升后下降;注塑样品的拉伸强度最大可达43.31 MPa,断裂伸长率可达5.37%;3D打印制品的拉伸强度最大可达49.16 MPa,断裂伸长率可达7.41%;PLA/PHBV共混物以及3D打印制品淬断断面呈现典型的"海岛"分布,PHBV相均匀的分散在PLA基中;随着PHBV含量的增加,注塑样条的断面逐渐变得粗糙,打印制品层与层之间空隙减小,填充率上升,黏结性能提高。     

ACR核层中交联单体对PC/ACR共混物性能的影响

用丙烯酸丁酯、交联单体和甲基丙烯酸甲酯经乳液聚合和后处理制备了聚丙烯酸丁酯(PBA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)核壳结构的丙烯酸酯树脂(ACR),然后将ACR与聚碳酸酯(PC)共混进行增韧改性。研究了ACR核层中交联单体对PC/ACR共混物力学性能的影响,并用SEM对共混物冲击断面形貌进行了研究。结果表明:随着ACR核层中交联单体含量的增加,PC/ACR共混物的缺口冲击强度呈现先增加后降低的趋势,拉伸强度和弯曲强度变化很小。当交联单体B含量为10%时,PC/ACR共混物的冲击强度达到最大为50.4 kJ/m2,约是纯PC冲击强度的5倍。     

SEBS-g-MAH增韧聚乳酸的性能研究

采用哈克密炼机制备了聚乳酸(PLA)与马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体(SEBS-g-MAH)的共混物,并对共混物的力学性能、流变性能和微观结构进行了分析。结果表明,共混物的拉伸强度随着SEBS-g-MAH含量的增加而下降,断裂伸长率随着SEBS-g-MAH含量的增加而增大。当SEBS-g-MAH的含量为30 %时,共混物的冲击强度提高了2.5倍,共混物的韧性得到提高。随着SEBS-g-MAH含量的增加,PLA熔体黏度的变化趋势与SEBS-g-MAH越来越相似,即熔体黏度随着频率的增大而下降。扫描电镜分析表明,MAH基团改善了两相间的界面作用,增韧作用明显。     

通过热处理评价PLA及改性PLA的结晶性能

采用一种环氧类大分子扩链剂(聚甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸环氧丙酯)与聚乳酸(PLA)进行共混,考察了扩链剂用量对PLA摩尔质量的影响,以及热处理温度和时间、扩链剂用量对共混物热力学行为和结晶行为的影响。结果表明:随着扩链剂用量的增加,PLA的摩尔质量显著提高;正常降温的PLA及其共混物内部没有结晶,热处理可以使PLA及其共混物结晶,热处理温度越高,保温时间越长,结晶度越高;选择合适的条件进行热处理可以以样品的结晶程度评价不同PLA样品的结晶能力,扩链剂的引入使PLA结晶能力下降,选取相同条件进行热处理时,扩链剂含量越大,共混物结晶度越低。     

酯交换反应对PLA/PBS共混物性能的影响

为提高聚乳酸(PLA)的韧性,以钛酸四丁酯(TBT)为酯交换剂,采用反应性挤出技术制备了PLA/聚丁二酸丁二酯(PBS)共混物,并通过万能试验机、扫描电子显微镜、动态热机械分析仪等研究了TBT用量对PLA/PBS共混物的力学性能、形貌结构及动态力学性能的影响。研究结果表明,加入0.15份TBT可改善PLA和PBS间的相容性,使得PBS在PLA基体中分散均匀且颗粒变小。随着TBT用量的增加,PLA/PBS共混物的拉伸强度变化不大,而其韧性得到明显提高。当TBT用量为0.15份时,与纯PLA相比,PLA/PBS共混物的断裂伸长率和冲击强度分别提高了25.6倍和2.0倍。随着TBT用量的增加,PLA/PBS共混物的储能模量增大,而PLA和PBS的玻璃化转变温度差值的绝对值变小。     

高阻隔PLA油瓶的制备及性能研究

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为阻隔剂,与聚乳酸(PLA)通过熔融共混,然后注拉吹得到高阻隔PLA油瓶。对PLA/EVOH油瓶及共混物的热性能、力学性能、阻隔性能、熔体强度和分子量进行了研究。结果表明,EVOH的加入改善了PLA的阻隔性。随着EVOH含量(2%~10%)的增加,聚乳酸油瓶的阻氧性能提高59%~63%,阻水性能提高32~37%。而且,EVOH的加入也提高了PLA/EVOH共混物的拉伸强度及油瓶的垂直载压性能。熔体强度测试结果表明,随着EVOH含量的增加,PLA/EVOH共混物的熔融指数降低。     

PLA/PBS共混物的动态流变性能

研究聚丁二酸丁二酯(PBS)对聚乳酸(PLA)流变性能的影响。通过熔融挤出的方法在双螺杆挤出机上制备PLA/PBS共混物,采用旋转流变仪研究PLA/PBS共混物的动态流变性能。结果表明,当应变为6%时,PLA/PBS共混物的储能模量和损耗模量随着角频率的增加而增大,而PLA/PBS共混物的损耗因子和复数黏度随着角频率的增加而降低,共混物熔体表现出剪切变稀现象。用Han方法分析表明,共混物没有发生明显的相分离现象。动态时间扫描表明,时间对于纯PLA的储能模量没有影响,但是对于PLA/PBS共混物的储能模量有较大的影响。     

PCL/PLA共混物微孔发泡行为研究

通过熔融共混制备了不同聚乳酸(PLA)含量的聚己内酯(PCL)/PLA共混物,研究了PLA含量对共混物相形态以及流变性能的影响,并通过超临界CO2发泡研究了相形态及黏弹性对泡孔结构的影响。结果表明,随着PLA含量的增加,分散相的尺寸和密度均有所增加,并且PLA的添加提高了共混物的黏弹性。在超临界CO2发泡过程中,异相成核点增加,泡孔密度提高,且熔体强度的提高有效抑制了发泡过程中泡孔的塌陷,泡孔形貌得到改善,并且对孔隙率和开孔率进行了分析,给出了开孔机理。     

丙烯酸酯增韧聚乳酸的制备与性能

采用1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)和聚乳酸(PLA)为原料,通过反应共混法制备了PLA/HDDA共混物,并利用拉力试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜、差式扫描量热仪和偏光显微镜研究了HDDA含量对共混物力学性能、断面形貌、热性能和结晶性能的影响。结果表明,HDDA对PLA具有良好的增韧效果,随着HDDA含量的增加,共混物的断裂伸长率和冲击强度显著提高;当HDDA含量为20%时,冲击强度达到8. 2 kJ/m~2,断裂伸长率为62. 8%,而拉伸强度仍保持在较高水平(39. 8 MPa)。HDDA的加入使共混物的冲击断面变粗糙,断裂形态为韧性断裂;随着HDDA含量的增加,共混物中PLA相的玻璃化转变温度逐渐降低,冷结晶温度先升高后降低,结晶度则先减小后增大。     

PLA增强改性PBS共混物制备及性能

采用熔融共混法制备聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚乳酸(PLA)共混物,研究PLA含量对共混物的熔体流动速率(MFR)、拉伸性能、微观形貌以及结晶结构的影响。结果表明,由于PLA熔体的较高黏度,导致PBS/PLA共混物的MFR随着PLA含量增大而显著降低。适量PLA的加入可实现其对PBS的增强增韧,当PLA质量分数为30%时,共混物的拉伸屈服强度、拉伸弹性模量以及断裂伸长率分别由纯PBS的32.0,473.1 MPa和282.5%增大至34.4,610.8 MPa和455.2%,拉伸性能最优。而当PLA质量分数增大至40%时,共混物中出现严重的PLA相合并,导致其断裂伸长率剧烈降低至11.3%。此外,结晶测试结果表明,共混物中PBS基体为半结晶结构,而PLA分散相为非晶态结构,PLA的加入会导致PBS结晶度降低。     

拉伸形变作用下PLA/PBS增韧共混物力学性能研究

通过叶片挤出机对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）及添加剂进行塑化共混后制备复合增韧体系,研究不同PLA/PBS配比、挤出机转速以及添加剂种类对共混物力学性能的影响。结果表明,随着PBS含量的增加,PLA/PBS共混物的拉伸强度变化不大,而韧性明显提高;当叶片挤出机转速为75 r/min,改性剂邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP)含量为0.05 %(质量分数,下同),马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH)含量为1.5 %时,共混物具有最佳力学性能;PLA与PBS相容性较差,但叶片挤出机提供的拉伸力场迫使分散相分散均匀,尺度较小。