SWCNT与PVB协同增强聚乳酸的力学、导电及热性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,单壁碳纳米管(SWCNT)为增强材料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为界面相容剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制备一系列SWCNT与PVB协同改性PLA复合材料。采用万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、电阻测试仪、维卡软化点测定仪以及红外热像仪对复合材料的力学性能、分散形态、导电性能、耐热变形温度和导热性能进行测试。结果表明,当10%PVB与0.5%SWCNT添加到PLA基体中,SWCNT/PVB/PLA复合材料的拉伸强度较纯PLA的提高了20.7%,断裂伸长率增加了121.8%,且冲击强度增加了262.6%;同时,SWCNT/PVB/PLA复合材料的电导率较纯PLA的提高了6个数量级,较SWCNT/PLA复合材料的增加了5个数量级。SWCNT与PVB的加入,可以有效提高PLA共混物的耐热变形温度和导热性能,当SWCNT质量分数为1.5%时,SWCNT/PVB/PLA复合材料的维卡软化温度达到88.6℃,较纯PLA提高了17.8℃左右。     

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℃。     

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%。     

PLA协同纳米CaCO3增韧PP的研究

通过熔融共混制得聚丙烯/聚乳酸/纳米碳酸钙（PP/PLA/CaCO3）复合材料,考察了PLA和纳米CaCO3对复合材料力学性能、热性能、流变性能与结晶形态的影响及其作用机理。结果表明,复合材料中形成连续空间网络结构的PLA有助于改善PP的性能,PLA含量为20 %（质量分数,下同）时复合材料综合力学性能最佳;与纯PP相比,加入PLA后的复合材料拉伸强度和冲击强度分别提高5.1 %和54.4 %,断裂伸长率降低62.5 %;纳米CaCO3通过“滚珠增韧”和“异相成核”作用明显改善复合材料力学性能,纳米CaCO3含量15 %时产生的晶粒细化作用效果最为显著,复合材料综合力学性能达到最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别比未添加CaCO3时提升了15.2 %、2.7 %和5.6 %。     

长纤维增强聚乙烯复合材料的研究

采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与聚乙烯(PE)复合制备了PE/LGF复合材料。研究了该种复合材料的力学性能和LGF在PE基体中的分布状况。结果表明,LGF的长度与含量对复合材料的拉伸强度、冲击强度、硬度及维卡软化点温度有很大的影响,当LGF的质量分数约为30%、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度达52.5MPa,冲击强度达52kJ/m2,洛氏硬度为90,维卡软化点温度为106℃;LGF在PE基体中呈现三维交叉结构,这种结构和KH-550的加入改进了复合材料的性能。     

界面改性对聚乳酸/Lyocell纤维复合材料结构与性能的影响

采用熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/Lyocell纤维复合材料,并通过力学性能、差示扫描量热仪、维卡软化温度及扫描电子显微镜等研究了硅烷偶联剂（KH550）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）对复合材料结构与性能的影响。结果表明,与KH550相比,HMDI界面改性的效果较佳;随着偶联剂HMDI含量的增加,复合材料的力学性能呈现先增后减的趋势,当其含量为1 %（质量分数,下同）时,复合材料的维卡软化温度较未添加偶联剂时提高了5.1 ℃,且拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度也比未添加HMDI时分别提高了57.1 %、10.5 %、32.3 %、19.5 %和23.7 %。     

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。     

聚酰胺66/改性耐热聚乳酸共混物的力学性能和结晶行为

采用熔融共混和注射成型制备了改性耐热聚酰胺66/聚乳酸（PA66/PLA）共混物,经热处理后,探讨了PLA含量对共混物的断口样貌形态、力学性能以及结晶性能的影响。结果表明,PLA与PA66具有一定的相容性,当PLA的含量不超过10 %（质量分数,下同）时,PA66/PLA共混物的拉伸强度在PA66的93 %以上,其断裂伸长率对比PLA得到了倍数级的增长,是PLA断裂伸长率的8.6倍;当PLA的含量不超过20 %时,共混物的结晶性能变好,提升结晶速率,缩短结晶时间,结晶度有所提高;但当PLA的含量超过20 %以后,共混物的拉伸强度则出现了不同程度的降低。     

聚乳酸/聚丙烯/淀粉复合材料的制备及性能研究

采用模压成型制备了聚乳酸(PLA)/聚丙烯(PP)和PLA/PP/淀粉两种复合材料.主要研究了复合材料的热性能、力学性能和降解性能.结果表明:对于PLA/PP复合材料而言,复合材料的熔融温度先增加后降低,结晶度随PLA的含量增加而变大,而且出现了结晶双峰.力学性能相较与纯PLA,断裂伸长率明显提高,拉伸强度有所下降,最...     

LLDPE/纳米ZnO复合材料的制备与性能研究

将改性纳米ZnO与线型低密度聚乙烯(LLDPE)熔融共混、制备了LLDPE/纳米ZnO复合材料。通过SEM观察纳米ZnO粒子在LLDPE基体中的分散情况;研究了复合材料的力学性能及维卡软化点。结果表明:改性纳米ZnO的加入可提高LLDPE的力学性能和维卡软化点。其中,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度的最大值分别比LLDPE提高了17.00%、13.42%、9.90%、7.04%。     

双增PLA/PBAT/TiO2复合材料的制备及性能研究

以机械共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/Ti O2复合材料,对复合材料的热性能、力学性能和晶体结构进行研究与分析。研究发现:PBAT与Ti O2的加入能增韧增强PLA/PBAT/Ti O2复合材料,并能提高复合材料的热稳定性;随着PBAT含量的增加,PLA/PBAT/Ti O2复合材料的断裂伸长率先增后减,拉伸强度先不变后急剧下降,当PBAT含量为40%时样品的断裂伸长率达到极大值,PBAT含量为50%时样品的拉伸强度急剧下降;在熔融过程中,PLA/PBAT/Ti O2复合材料存在玻璃化转变、冷结晶行为和双重熔融转变;且复合材料存在PLA的两种晶型结构-α和β晶型。     

PA6/CaCl_2/E44复合体系的结构与性能研究

利用熔融挤出法制备了聚酰胺6(PA6)/CaCl2/环氧树脂(E44)复合材料,研究了E44用量对PA6/CaCl2/E44复合体系的结晶、力学、耐热、光学及加工性能的影响。结果表明:随着E44含量的增加,复合体系的熔融温度向低温方向移动,PA6结晶受到限制。复合体系的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、维卡软化温度均随E44含量的增加而表现为先增大后减小的趋势,当E44含量为3份时,复合体系的冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度均达到极值,分别为8.9 kJ/m2、78.2 MPa、64.8℃,与PA6/CaCl2(6.0 kJ/m2、47.0 MPa、57.7℃)相比分别提高了48%、66%、12%。结合复合体系PA6/CaCl2/E44的光学性能得知,当E44含量为3份时,可以得到力学性能优良、维卡软化温度较高、透明性及加工性能较好的低熔点PA6/CaCl2/E44复合材料。     

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。     

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。     

PBAT/PLA复合材料的制备及其微球发泡行为研究

采用熔融共混法制备了聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)/聚乳酸(PBAT/PLA)共混复合材料,并对PBAT/PLA共混体系的流变性能、结晶性能、力学性能、微观形貌以及发泡行为(热膨胀微球作为发泡剂)进行了表征。结果表明:随着PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的非牛顿指数先减小后增大,其中当PLA含量为30%时达到最小值;PLA的引入改善了PBAT的结晶性能,且PBAT与PLA对彼此的晶型均无影响;随PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的拉伸强度增大、断裂伸长率降低,其中当PLA含量为50%时,拉伸强度和断裂伸长率分别达到25.3 MPa和422.2%;PLA与PBAT的相容性差,当PLA含量为30%时,PLA/PBAT共混体系发生相分离;此外,当PLA含量为10%时,PBAT/PLA复合发泡材料的密度达到最小值0.34 g/cm~3。     

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 ℃。     

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℃。     

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料,探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明,PBAT/PLA共混材料中,随着PLA含量的增加,拉伸强度先降低后升高,当PLA含量为90 %时,拉伸强度达到60.12 MPa,而其断裂伸长率从703 %降低至8 %,由韧性材料逐渐转变为脆性材料;PLA含量为30 %时,性能变化出现拐点;PLA含量为50 %时出现明显相分离,且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶,使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃;PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时,都可以实现较好的吹膜过程,且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa,断裂伸长率不低于137 %。     

云母粉改性高密度聚乙烯的汽油阻隔性

以片状云母粉为阻隔改性剂,与高密度聚乙烯(PE–HD)熔融共混,以改善其对汽油的阻隔性,考察云母粉形貌、含量等因素对PE–HD/云母粉复合材料阻隔性、熔体流动性以及力学性能的影响。结果表明,云母粉可显著提高复合材料对汽油的阻隔性,但熔体流动速率(MFR)与断裂伸长率降幅明显,高径厚比的云母粉对复合材料的汽油阻隔性提升更为显著,但径厚比过大不利于阻隔性的进一步提升,并会导致材料MFR和断裂伸长率进一步下降;当云母粉含量开始增加时,复合材料的汽油阻隔性明显提升,拉伸强度与缺口冲击强度上升,而MFR和断裂伸长率下降,当裂纹发展方向垂直于云母片面积方向时,缺口冲击强度提高更为显著;随着云母粉含量继续增加,复合材料的汽油阻隔性趋于稳定,拉伸强度与缺口冲击强度却明显下降。当径厚比为180的云母粉质量分数为30%时,复合材料具有最佳的综合性能,其汽油浸泡后的拉伸强度保持率显著高于纯PE–HD。     

PE–HD/改性剑麻纤维复合材料的制备及性能

以高密度聚乙烯(PE–HD)为基体材料,剑麻纤维(SF)为增强填充材料,利用不同的偶联剂(硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂)改性SF,用熔融共混法制备一系列PE–HD/SF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、维卡软化仪及万能试验机等测试了复合材料的微观形貌、结晶性能、热及力学性能。结果表明,偶联剂改性的SF与PE–HD有着较好的界面结合,SF的添加使得PE–HD的结晶度下降,热变形温度提高;与未改性的SF相比,当硅烷偶联剂改性SF添加量为10%时,PE–HD基复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显提高。