PHBV增韧PLA的结晶及力学性能研究

采用熔融共混法,以聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为增韧剂对聚乳酸(PLA)进行改性,得到PLA/PHBV复合材料。研究了PHBV用量对PLA/PHBV复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着PHBV用量的增加,PLA/PHBV复合材料的结晶度逐渐减小,拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,而断裂伸长率则逐渐增大(当PHBV用量为50%时,复合材料的断裂伸长率比纯PLA提高了1.72倍),同时复合材料的冲击强度亦有所提高。由此可见,在不明显降低拉伸强度和弯曲强度的前提下,适量PHBV的添加能够改善PLA/PHBV复合材料的韧性。     

聚乙二醇增塑聚乳酸复合薄膜的制备与性能研究

通过溶液共混法,以三氯甲烷为溶剂,分别以聚乙二醇200(PEG200)和聚乙二醇1000(PEG1000)作为增塑剂制备了PEG增塑的聚乳酸复合薄膜。通过机械拉伸、热重、XRD和DSC对复合薄膜的力学性能、热稳定性以及热性能进行了表征。结果表明:PEG的加入能有效增强聚乳酸的柔性,断裂伸长率随PEG含量的增大明显升高,拉伸强度则随之降低,且少量添加时PEG200比PEG1000的增塑效率更高;增塑的聚乳酸薄膜低温热稳定性下降,冷结晶温度(t_c)和熔融温度(t_m)降低,结晶能力大幅提高,添加量为15%(质量分数)时PEG200和PEG1000增塑的聚乳酸薄膜结晶度(X_c)分别达到41.06%和50.15%。     

扩链剂TMP-6000对聚乳酸/聚（3-羟基丁酸-co-3 -羟基戊酸酯）共混物性能的影响

以扩链剂TMP-6000为增容剂,采用熔融共混制备了聚乳酸（PLA）和聚（3羟基丁酸co3羟基戊酸酯）（PHBV）复合材料,研究了TMP-6000对PLA/PHBV复合材料的结晶行为、微观结构、力学性能的影响。结果表明,无定形PLA的加入抑制了PHBV的结晶,TMP-6000的加入使得PLA/PHBV复合材料的结晶能力变弱,提高了PLA的冷结晶温度,且当TMP-6000含量为0.5 %（质量分数,下同）时,PLA的冷结晶峰开始消失,且适量的TMP-6000使得PHBV的玻璃化转变温度（Tg）升高;TMP-6000的加入使得PHBV均匀分散于PLA基体中,且当TMP-6000含量为0.7 %时,PLA与PHBV的相容性最好;TMP-6000的加入显著提高了PLA/PHBV复合材料的分子量;TMP-6000提高了PLA与PHBV之间的结合力,提高了复合材料的拉伸强度,但断裂伸长率有稍微地降低。     

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。     

表面改性剂增强玻纤/木塑复合材料力学性能研究

探究优化玻璃纤维(GF)长度和含量,添加不同含量的硅烷偶联剂和马来酸酐接枝聚乙烯对玻璃纤维/木塑复合材料(GF/WPC)的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度的影响。结果表明:复合材料中GF的临界长度为4 mm,拉伸强度和弯曲强度与未添加时比较分别提升11.16%和4.7%;最佳添加量为1.5%,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与未添加GF比较分别提升10.8%、6.8%和28.3%;硅烷偶联剂添加量1.5%时,复合材料的力学性能达到峰值,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为24.5 MPa、36.2 MPa和13.3 k J/m2,与未添加GF相比分别增加6.6%、12.5%和15.3%;马来酸酐接枝聚乙烯表面处理后复合材料最大拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为26.5 MPa、38.9 MPa和14.8 kJ/m2,与未添加时提高27.4%、21.6%和23.3%,三项力学性能的提升幅度都比硅烷偶联剂要大,MAPE改善复合材料的力学性能优于KH550,加入表面活性剂对复合材料的结晶行为和热稳定性无明显影响。     

新型氮磷阻燃剂NPR/PP复合材料性能研究

采用熔融共混方法,制备了新型氮磷阻燃剂(NPR)/聚丙烯(PP)复合材料;研究了不同NPR添加量对复合材料力学性能、热稳定性能和阻燃性能及炭层结构的影响。研究表明,NPR的加入在一定程度上降低了复合材料的拉伸强度,而缺口冲击强度会有大幅提高;热重分析(TG)实验和燃烧试验表明,NPR的加入使得残炭量增加,在燃烧表面形成了有效的保护层,燃烧速度逐渐减小,当质量分数为40%时,材料的阻燃级别可达到FV-0级,氧指数提高到23.3%。     

硬脂酸改性对豆粉/EVA复合材料性能影响

采用硬脂酸增容改性制备大豆粉/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合材料,研究了硬脂酸增容改性剂不同添加量对复合材料形貌结构、力学性能、加工性能和热性能等影响。结果表明,随着硬脂酸的加入,大豆粉/EVA复合材料的力学性能、加工性能、热稳定性和结晶度均有所提高。当硬脂酸添加量为大豆粉质量的5%时,制备得到的复合材料力学性能最佳。硬脂酸增容改性大豆粉/EVA复合材料拉伸强度为10.3 MPa,相较于纯豆粉/EVA复合材料拉伸强度提高了71.6%;伸长率为1 100%,比纯豆粉/EVA复合材料的断裂伸长率提高了113.3%。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,大豆粉经硬脂酸增容改性剂处理后,大豆粉与EVA基材的相容性得到改善,因此在宏观上表现为复合材料的力学性能和加工性能得到提高。     

不同增塑剂对PLA/BF复合材料的性能影响

采用注塑工艺,探讨了乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、聚乙二醇1500(PEG1500)、甘油(GY)和聚乙二醇200(PEG200)四种增塑剂及ATBC含量对聚乳酸/竹纤维(PLA/BF)复合材料的力学性能、吸水性、热稳定性、相容性的影响。结果表明,四种增塑剂都能使复合材料PLA/BF的相容性有所改善,但作用不同,少量ATBC的添加有利于PLA/BF复合体系相容性的提高。PEG1500和GY的添加有利于复合材料热稳定性的增加,而PEG200和ATBC则相反。PEG1500使复合材料的吸水率改变最大。力学性能分析可知,PEG1500对复合材料的韧性作用最显著,但同时拉伸强度的下降幅度也是最大,综合各因素得出ATBC最适合做该PLA/BF复合材料的增韧改性剂。随着ATBC含量的增加PLA/BF复合材料的热稳定性下降,吸水率提高,拉伸强度下降,韧性提高。     

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。     

高导热GE/Al_2O_3/CO-PA复合材料的制备与性能

以石墨烯(GE)和氧化铝(Al_2O_3)为导热填料,三元共聚尼龙(CO-PA)为基体,硅烷偶联剂KH-550为表面改性剂,通过溶液共混的方法制备了石墨烯/氧化铝/三元共聚尼龙导热复合材料。XRD和SEM分析表明,GE、Al_2O_3的加入改变了尼龙的结晶晶型; DSC与TGA分析表明,GE与Al_2O_3的填料体系降低了尼龙的结晶性能,同时复合材料的热稳定性得到提高;热导率测试结果表明,填料的添加使复合材料的热导率得到较为明显的提高,当Al_2O_3的添加量为50%,GE添加量8%时,复合材料的热导率提高了8. 8倍;力学测试表明,低含量的导热填料能够提高复合材料的力学性能,当Al_2O_3添加量为50%,GE含量为1%时,复合材料的屈服强度提高了62. 1%,当Al_2O_3添加量为30%时,复合材料的拉伸强度提高了21. 2%。     

热氧老化对长玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料的影响

研究了160℃条件下不同热氧老化时间对未添加抗氧剂和添加抗氧剂的长玻璃纤维(LGF)增强聚酰胺(PA)6(PA 6/LGF)复合材料力学性能、热稳定性、结晶度及表面形貌的影响,并采用热重分析,差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜观察对PA 6/LGF复合材料进行了表征。结果表明:PA 6基体分子链的断裂、降解以及LGF与PA 6基体的脱黏导致了PA 6/LGF复合材料宏观力学性能、熔融温度、结晶温度、结晶度以及热稳定性的下降。添加抗氧剂的PA 6/LGF复合材料拉伸强度保持率为83.9%,而未添加抗氧剂的复合材料则为76.8%。添加抗氧剂能使PA 6/LGF复合材料具有相对优异的力学性能保持率。     

Boltorn型超支化聚酯对PHBV的增韧改性研究

以对甲苯磺酸(p?TSA)为催化剂,三羟甲基丙烷(TMP)为核、2,2?二羟甲基丙酸(DMPA)AB2型单体为主要原料,采用“一步法”合成了Boltorn型超支化聚酯(HBPE);以HBPE为改性剂,以三氯甲烷为溶剂,通过溶液法对聚(3?羟基丁酸酯?co?3?羟基戊酸酯) (PHBV)树脂进行改性,并通过差示扫描量热仪、力学性能测试、热台偏光显微镜、热重分析仪、扫描电子显微镜等分析方法对其进行表征。结果表明,随着HBPE加入量的增加,PHBV体系的玻璃化转变变得越来越明显,表明HBPE的加入显著增强了PHBV的链段运动能力;当HBPE添加量为4份时,PHBV体系的结晶度由64.77 %下降至27.68 %,断裂伸长率提高了194.04 %,拉伸强度提高了27.22 %,撕裂强度提高了56.28 %;HBPE的加入,在保持PHBV树脂拉伸强度小幅增强的基础上,使得PHBV的断裂韧性得到明显提升;HBPE是一种优良的PHBV增韧改性材料。     

无水硫酸钙晶须对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响

制备了无水硫酸钙晶须(ACSW)填充聚丙烯(PP)复合材料,通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、力学性能测试等手段研究了ACSW对PP复合材料的熔融结晶和力学性能的影响。结果表明,ACSW的加入会细化聚丙烯的晶粒,质量分数低于20%的ACSW提高了PP的结晶温度、熔融温度和结晶速率,降低复合材料的拉伸强度;质量分数大于20%的ACSW能提高PP复合材料β晶成核效率和PP的结晶速率,降低复合材料的拉伸强度。当ACSW质量分数为25%时,复合材料的缺口冲击强度较纯PP增加了66%。随着ACSW的含量的增加,复合材料的弯曲强度先增加后降低,并在ACSW质量分数为10%时达到了最大值。     

界面改性对竹纤维增强聚乳酸复合材料性能的影响

分别以0.5%(质量分数,下同)、1.0%、1.5%和2.0%异氰酸酯(MDI)界面改性剂改性处理后的竹纤维和聚乳酸为原料,通过注射成型工艺制备竹纤维增强聚乳酸复合材料,探讨MDI用量对复合材料界面、力学性能、热性能的影响。结果表明,MDI可以改善竹纤维和聚乳酸界面相容性;随着MDI用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐增大,冲击强度先增大后减小;MDI添加量为1.5%时,复合材料拉伸强度和冲击强度分别达到最大值63.4MPa和11.3kJ/m2;随着MDI用量的增加,复合材料的储能模量逐渐增大,损耗因子逐渐降低,玻璃化转变温度、结晶温度和热分解温度逐渐升高,热稳定性增加。     

超支化聚合物对聚丙烯/剑麻纤维复合材料性能影响

为改善剑麻纤维(SF)与聚丙烯(PP)之间的相容性,在PP/SF复合材料中添加超支化聚酯(H101)、超支化环氧树脂(E102),研究了两种超支化聚合物(HBP)的热稳定性及对PP/SF复合材力学性能、熔体流动性和微观形貌的影响。热重分析表明,所使用的HBP均具有较好的热稳定性;扫描电子显微镜分析发现,HBP的加入使基体与纤维结合得更加紧密;力学性能测试表明,H101可不同程度地提高复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度;E102可提高复合材料的拉伸及冲击强度,当E102含量为10%时,与PP/SF复合材料相比,冲击强度提高了72.24%。尽管HBP含量较高时复合材料的力学性能提高,但HBP会降低复合材料的熔体流动速率,选择HBP含量时需要综合考虑。     

异氰酸酯增强改性CA复合材料的研究

以醋酸纤维素(CA)为基体树脂,低分子量聚乙二醇(PEG)为增塑剂,采用熔融共混方法制备复合材料,通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的扩链与交联反应,实现了增强改性。研究了IPDI的添加量对复合材料微观结构、力学性能、增塑剂迁移性及流变性能的影响。结果表明,IPDI可以明显提高CA复合材料的拉伸强度。当IPDI添加量为20 phr时,复合材料的拉伸强度较CA/PEG提高了56. 26%,而断裂伸长率仍能保持在47. 56%,可满足一般的工业使用要求。     

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。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4%（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2%时,PLA/4%SNC/2%PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20%,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

MDI增容茶粉/聚乳酸生物质复合材料的制备与性能

以茶废弃物(TW)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为偶联剂,经密炼-注塑工艺制备了TW/PLA复合材料,考察了MDI对该复合材料结构与性能的影响。结果表明,MDI的添加改善了TW与PLA的界面相容性,提高了TW/PLA复合材料的力学性能、储能模量、玻璃化转变温度及热稳定性,降低了复合材料吸水率。在MDI添加量为TW用量的2%时,复合材料的力学性能最佳,与未增容TW/PLA复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度分别提高18.9%、17.6%和7.2%,拉伸模量和弯曲模量分别提高12.6%和30.6%。     

玄武岩纤维增强聚苯硫醚的性能研究

采用熔融共混的方法制备了玄武岩纤维(BF)增强聚苯硫醚(PPS)复合材料。考察了BF用量对PPS/BF复合材料力学性能、热性能和结晶性能的影响,以及硅烷偶联剂和填料种类对PPS/BF复合材料力学性能的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、负荷变形温度和分解温度均随BF用量的增加而提高;硅烷偶联剂KH560的加入可以改善复合材料的力学性能。在PPS/BF体系中添加玻璃纤维可以进一步提高材料的力学强度;在PPS/BF体系中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)可以提高复合材料的无缺口冲击强度。通过差示扫描量热(DSC)测试发现,BF具有异相成核作用,可以促进树脂结晶并提高结晶速率。