MAH对干法酯化淀粉/PLA复合材料性能的影响

以玉米淀粉和马来酸酐(MAH)为原料,通过干法合成MAH酯化淀粉,通过熔融挤出法制备酯化淀粉/聚乳酸(PLA)复合材料.研究了MAH用量对复合材料结晶度和相容性的影响,同时考察了相容性和结晶度的变化对复合材料热性能、熔融流动性能、力学性能、耐水性能和流变性能的影响.FTIR结果证明通过干法成功合成了MAH酯化淀粉.酯化淀粉的取代度随MAH用量增多逐渐增大,反应效率高达90%.XRD和DSC结果表明:随着MAH用量增多,酯化淀粉/PLA复合材料的结晶度逐渐降低,淀粉和PLA的相容性逐渐提高.结晶度的降低和相容性的提高使复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低,熔融流动性提高,耐水性提高.在力学性能和流变性能受相容性和结晶度的共同影响下,酯化淀粉中MAH用量从0增加到1.0wt%时,复合材料拉伸强度、弯曲强度、储能模量和复数黏度都逐渐增大,MAH用量超过1.0wt%后,性能逐渐降低.     

聚乳酸接枝马来酸酐/丙烯酸丁酯共聚物的制备与性能

以马来酸酐(MAH)和丙烯酸丁酯(BA)为单体,通过溶液接枝法制备了聚乳酸(PLA)接枝MAH/BA共聚物(m PLA)。使用红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)研究了接枝共聚物的结构和性能。结果表明,随着单体质量比BA/MAH的增加,单体在PLA上的接枝率出现先增大后减小的趋势,当m(MAH)/m(BA)=1/1,m(MAH)/m(PLA)=3/100时,制备的m PLA接枝率最高为1.96%;与纯PLA相比,m PLA的结晶度和热稳定性均比有所下降,且样品的接枝率越大其结晶度越低;随着单体中BA含量的增加,m PLA的熔融温度和玻璃化转变温度有减小的趋势。     

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。     

PP-g-MAH改性PLA/HGB复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混工艺制备了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混改性聚乳酸(PLA)/中空玻璃微珠(HGB)复合材料,考察了PP-g-MAH含量对复合体系的微观结构、力学性能和热性能的影响。结果表明:PP-g-MAH改善了HGB与PLA之间的相容性,增强了两者的界面结合。随着PP-g-MAH的质量分数增加,抗拉强度、弹性模量和冲击韧性均先上升后降低,而断裂伸长率的变化趋势正好相反。PP-g-MAH的引入使体系的热分解温度向高温区偏移,改善了PLA/HGB复合材料的热稳定性。     

淀粉接枝共聚物在淀粉/聚乳酸共混体系中的作用

研究了淀粉／聚乳酸共混体系的相容性，考察了淀粉－聚醋酸乙烯酯和淀粉－聚乳酸接枝共聚物对淀粉／聚乳酸共混体系相容性的影响。发现上述两种接枝共聚物均可有效地增加淀粉与聚乳酸的相容性，从而提高共混体系的耐水性的力学性能。     

反应挤出法制备马来酸酐接枝聚乳酸

采用反应挤出方法制备了聚乳酸(PLA)与马来酸酐(MAH)的接枝共聚物,研究了工艺条件和配方对产物接枝率和熔体流动速率的影响。结果表明,聚乳酸的接枝反应主要依赖于大分子侧链自由基进行,过高的螺杆转速或过高的挤出反应温度会引发聚乳酸的降解反应,不利于产物接枝率的提高;在适宜的反应条件下(马来酸酐含量2%,DCP含量0.35%,温度180℃,螺杆转速100 r/min),可以方便制得马来酸酐接枝聚乳酸产物(接枝率≥0.45%);SEM观察显示,马来酸酐接枝聚乳酸有效改善了PLA/淀粉共混材料的相容性。     

E-MAH-GMA共混增韧改性PLA的研究

聚乳酸(PLA)中加入不同比例的乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元嵌段共聚物(E-MAH-GMA)对其进行增韧改性。用傅立叶变换红外光谱仪对材料进行表征;用熔融指数测量仪对流动性进行分析;同时测试了材料拉伸、冲击、弯曲等力学性能,结果表明:E-MAH-GMA对PLA有增韧作用,添加20份的E-MAH-GMA时,PLA共混材料的冲击强度为95.71kJ/m2,比纯的PLA提高了408%;拉伸强度、弯曲强度有所下降,断裂伸长率略有提高。     

SEBS熔融接枝MAH的接枝机理

通过原位FT-IR跟踪SEBS熔融接枝MAH的反应过程研究SEBS熔融接枝MAH接枝机理。研究结果表明,从原位FT-IR上相应官能团的吸收强度随反应时间变化规律可以看出。不同的引发剂引发SEBS熔融接枝MAH的接枝机理不一样。对引发剂A,MAH在SEBS分子链上的最易接枝位置是在-EB-段的叔碳原子,其次是仲碳原子;对引发剂B,在温度低于180℃之前,仲碳原子最易发生接枝反应,其次是叔碳原子。当温度高于180℃后,伯碳原子、仲碳原子和叔碳原子的反应速率差不多。     

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯,再与聚乳酸(PLA)共混,基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度,进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时,复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳,冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

马来酸酐共聚方式对PA6/ABS共混物性能的影响

分别制备了马来酸酐与苯乙烯-丙烯腈无规共聚物(SAM)增容的尼龙6(PA6)/ABS/SAM共混物、马来酸酐接枝共聚的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-MA)增容增韧的PA6/ABS-g-MA共混物。结果表明,两个体系中ABS都可以均匀分散;冲击测试发现样条厚度为6.35 mm时,PA6/ABS-g-MA共混物出现明显的脆韧转变,PA6/ABS/SAM共混物为脆性断裂;样条厚度为3.18 mm时,两个体系都有明显脆韧转变;Vu-Khanh方程表明,PA6/ABS-g-MA共混物具有更高的裂纹扩展能(Gi)和撕裂模量(Ta),性能更好。     

PP-g-Si与PP-g-MAH对PP/GF的增容机理比较

制备了硅烷接枝聚丙烯(PP-g-Si),研究了PP-g-Si作为PP/GF体系的界面相容剂对界面结合的影响,并与马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的增容机理进行了比较。结果表明,PP-g-Si的增容机理为PP-g-Si的甲硅烷基氧与玻纤表面氨基硅烷的氨基相互吸附生成了氢键,而PP-g-MAH的增容机理为PP-g-MAH的酸酐基团与氨基硅烷的氨基发生了化学键合。     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaSO4晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了CSW/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能。适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性。与纯PA6性能比较,10%CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5%、9.1%、21.1%和11.6%;当CSW含量增至30%,CSW/PA6的韧性明显降低。POE-g-MA可促进PA6基体中CSW的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6(30/70)的冲击韧性。源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6(30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8%和22.1%,拉伸和弯曲强度接近纯PA6。     

CSW/POE-g-MA/PA6三元复合材料的结构和性能

采用马来酸酐接枝乙烯一辛烯共聚物(POE-g-MA)对CaS04晶须/尼龙6(CSW/PA6)共混物增韧改性,研究了csw/PA6和CSW/POE-g-MA/PA6复合材料的力学性能、热性能、形貌和加工性能.适量添加CSW可同时提高PA6的刚性和韧性.与纯PA6性能比较,10％CSW/PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别增大7.5％、9.1％、21.1％和11.6％;当CSW含量增至30％,CSW/PA6的韧性明显降低.POE-g_MA可促进PA6基体中csw的均匀分散,增强CSW与PA6的界面粘附,提高CSW/PA6 (30/70)的冲击韧性.源于CSW和POE-g-MA的协同作用,CSW/POE-g-MA/PA6 (30/5/65)的冲击强度和弯曲模量与纯PA6相比较,分别提高了36.8％和22.1％,拉伸和弯曲强度接近纯PA6.     

纳米二氧化钛/聚乳酸抗菌薄膜的制备和性能

目的以聚乳酸(PLA)为原料,添加纳米二氧化钛(Nano-TiO_2)来制备新型可生物降解抗菌包装材料。方法将抗菌剂Nano-TiO_2添加到PLA中,采用溶液流延法制备Nano-TiO_2/PLA抗菌薄膜。测试该抗菌薄膜的抑菌性、力学性能、透湿性,并用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射测定等手段对改性结果进行评估。结果当Nano-TiO_2的质量分数为4%时,抗菌薄膜对金黄色葡萄球菌的抑菌率为90.27%,其拉伸强度为23.2 MPa,断裂伸长率为2.2%,透湿系数为2.3×10~(-13) g·cm/(m~2·s·Pa)。结论Nano-TiO_2/PLA抗菌薄膜具有优良的抑菌效果,可用于食品、药品等产品的包装。     

聚乳酸预聚物/聚乙二醇二丙烯酸酯薄膜的制备及性能研究

以聚乳酸预聚物(LAOG)和不同分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为原料,采用安息香双甲醚(651)和二苯甲酮(BP)为光引发剂,通过LED紫外辐照制备了系列LAOG/PEGDA薄膜,并对薄膜进行FT-IR、凝胶含量、WAXD、DMA和力学性能测试与分析。结果发现,651具有比BP更好的光引发效率,当其添加量仅为0.2%(w)时,LAOG/PEGDA体系固化成膜所需的紫外辐照时间可短至0.1 s,表明本方法具有实现LAOG/PEGDA薄膜高效快速制备的潜力。     

Bionanocomposite Polylactic Acid/Organoclay Films: Functional Properties and Measurement of Total and Lactic Acid Specific Migration

The aim of the work was to manufacture, using a laboratory‐scale film production pilot plant, nanocomposite polylactic acid (PLA) films added with Cloisite 30B clay‐derived nanofiller having one nanometric dimension, and to characterize and to assess the migration of the obtained systems, in view of food packaging applications. The study demonstrated that it is possible to obtain nanocomposite PLA films with intercalated/exfoliated morphology of the dispersed layered nanofiller using conventional film production technologies. With increasing the silicate content in the film, the developed systems show a marked improvement of the mechanical performance, with a rise in the modulus and in the elongation at break with respect to the unfilled PLA, a significant lowering in the oxygen permeability and a slight increase in the surface wettability, without given significant alteration of film transparency and chromatic perception. Compared with the unfilled PLA, no significant changes can be observed about the migration behaviour of the nanocomposite PLA systems. In fact, both the overall migration and the specific migration, measured as lactic acid, remain always well below the applicable generic specific migration limit of 60 mg/kg food (10 mg/dm²) of the Regulation EU 10/2011. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.