PBT含量对PLA/PBT原位微纤复合材料流变及发泡性能的影响

聚乳酸(PLA)是用量最大的可生物降解材料之一,由于其拉伸流变性能较差,难于发泡。本文采用聚合物微纳层叠共挤装置制备PLA/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)原位微纤复合材料(PLA/PBT-MRC),研究了PLA/PBT-MRC的微纤形态、熔体的动态流变性能和拉伸流变性能。PLA、PLA/PBT-MRC注塑发泡后的泡孔形貌、注塑发泡制品的拉伸、缺口冲击和弯曲力学性能。研究表明：PLA/PBT-MRC中微纤宽度低至0.72μm,宽度随PBT含量增加而增大;随PBT含量增加PLA/PBT-MRC的储能模量、损耗模量和复数黏度都增大;PBT含量增加可以明显改善PLA熔体的拉伸流变性能,相对PLA表现出明显的拉伸应变硬化;PLA/PBT-MRC注塑发泡后泡孔直径比PLA注塑发泡泡孔直径减小800%,泡孔密度增加600%,发泡制品的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度分别提高22.2%、10.1%和26.4%。     

发泡聚乳酸流变性能及泡孔结构的研究

采用偶氮二甲酰胺（AC）做为发泡剂，直接通过挤出过程制备聚乳酸（PLA）泡沫塑料，通过显微镜照片、HAKKE流变仪观察和研究了工艺条件对其泡孔结构的影响。结果表明，发泡剂与成核剂的增加能降低发泡PLA的表观密度，增加其泡孔密度。流变试验表明纯PLA与发泡PLA熔体在低剪切速率下都呈现剪切变稀现象，发泡后PLA熔体的黏度会下降10％～30％。发泡剂含量在4％以下时，泡孔直径随发泡剂含量增加而减小；发泡剂含量增加到5％及以上时，PLA熔体强度过小，泡孔会过于密集而导致塌陷和串泡。成核剂的加入能够明显降低PLA熔体强度，异相成核使得泡孔直径较均相成核大，但前者泡孔密度较后者小。     

PP/GF/EPDM微发泡复合材料制备及性能研究

通过微发泡注塑成型制备了聚丙烯/玻纤/三元乙丙橡胶(PP/GF/EPDM)复合材料,并研究了EPDM对微孔发泡PP/GF/EPDM复合材料微观形态和力学性能的影响。结果表明:随着EPDM用量的增加,泡孔直径呈先变小后变大、泡孔密度呈先变大后变小的趋势;当EPDM用量为15%时,微发泡制品的微观形态最好。同时,随着EPDM用量的增加,微发泡制品的拉伸强度有所降低,而冲击强度有所提高,且拉伸强度和冲击强度下降比值均呈先减小后增大的趋势;当EPDM用量为15%时,强度下降比值最小。此时PP/GF/EPDM微发泡制品的综合性能最好,其多项性能指标优于纯PP微发泡制品,达到了增强增韧的预期目的。     

胀模工艺对微孔PLA/纳米黏土复合材料泡孔结构及性能的影响

采用胀模工艺对微发泡聚乳酸(PLA)/纳米黏土复合材料泡孔结构以及性能的影响研究。通过控制压力降速率条件,采用胀模工艺对微孔PLA/纳米黏土制品进行泡孔结构调控,研究了不同压力降速率条件下微孔PLA/纳米黏土制品泡孔结构、力学性能及表面质量的变化情况。结果表明,随着压力降速率下降,微孔形态由椭球形过渡到球形,制品芯层的平均泡孔直径、拉伸强度和拉伸模量呈上升趋势,泡孔尺寸更小的微孔PLA制品比那些尺寸大的泡孔制品的拉伸强度和拉伸模量要高。     

聚乳酸/PBAT合金的微孔发泡行为研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)合金,同时添加扩链剂和成核剂苯基磷酸锌(PPZn)调整PLA的结晶和发泡性能。动态流变和差示扫描量热分析的研究结果表明,扩链剂可以改善PLA的熔体强度,PPZn可以促进PLA结晶;在实验条件下经过直接降压法发泡后,所制得的PLA/PBAT合金泡沫的泡孔直径为1~4μm,泡孔密度为109~10~(11)个/cm~3,均为微孔泡沫。     

硫化体系对再生胶发泡性能的影响

采用跳模法对再生胶进行发泡,考察了硫黄、促进剂CZ、TMTD对再生胶发泡特性及发泡体物理机械性能的影响,并用体视显微镜表征了泡孔结构。结果表明,随着硫黄用量的增加,再生胶发泡体的密度增大,发泡率、收缩率、泡孔体积分数及泡孔直径均减小,邵尔C硬度和压缩强度增大;随着CZ用量的增加,再生胶发泡体的密度和泡孔直径减小,发泡率和泡孔体积分数先减小后增大,收缩率先增大后减小,压缩强度和邵尔C硬度均先减小后增大;随着TMTD用量的增加,再生胶发泡体的密度增大,发泡率和泡孔体积分数均减小,收缩率和泡孔直径先增大后减小,压缩强度增大后略有下降。     

PLA/PBAT/PTFE原位成纤复合材料微孔发泡行为及性能

采用挤出共混和发泡注塑成型工艺制备了聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚四氟乙烯(PLA/PBAT/PTFE)微发泡原位成纤复合材料。研究了PTFE微纤对复合材料的流变性能、泡孔形态以及力学性能的影响,并对泡孔形态与力学性能之间的关系进行了探讨。结果表明,PTFE的引入使复合材料熔体的储能模量和复数黏度升高,发泡材料的泡孔尺寸下降、泡孔密度提高,泡孔形貌得到了改善。随着发泡效果的优化,材料的力学性能也得到了提高。     

三官能环氧树脂在聚乳酸交联挤出发泡中的应用

将三官能团环氧树脂作为交联剂用于聚乳酸（PLA）的挤出化学发泡成型,研究了三官能环氧树脂含量对PLA熔融结晶性能、交联度、熔体强度的影响以及对PLA化学挤出发泡试样的泡孔形态的影响。结果表明,随着三官能环氧树脂含量的增加,冷结晶温度提高,且添加三官能环氧树脂后熔融峰由单峰变成双峰,结晶峰面积、熔融峰面积以及结晶度都是先增加后减少的趋势;PLA体系的交联度和熔体强度的显著提高随着三官能团环氧树脂的增加;PLA体系泡孔破裂减少,开孔率减少,泡孔尺寸先减小后增大;较佳挤出机头温度为170~175 ℃。     

发泡工艺对超临界CO_2/PLA微孔发泡泡孔形态的影响

研究了超临界CO2/PLA微孔发泡过程中,发泡温度、饱和压力、剪切速率对聚合物PLA泡孔形态的影响。结果表明,发泡温度对泡孔形态影响很大,温度降低,熔体强度增加,泡孔塌陷和合并减少,发泡材料的泡孔密度增大,泡孔尺寸减小,但温度太低时,熔体黏度和表面张力增加,发泡样品泡孔密度较低,泡孔壁较厚;压力对发泡形态的影响也是很显著的,压力太低,CO2的溶解度小,泡孔壁厚,泡孔分布不均匀。随着压力升高,CO2的溶解度增加,发泡样品的泡孔密度增加,泡孔更加均匀;随着转子转速增加,泡孔尺寸减小,气泡成核密度增大。但是转子转速过快,泡孔沿剪切的方向被拉长,泡孔取向严重,泡体质量变差。     

发泡剂与螺杆转速对PP等挤出发泡性能的影响

以BIH40为发泡剂,采用挤出成型工艺,分别制备了聚丙烯(PP),低密度聚乙烯(PE–LD)和聚乳酸(PLA)挤出发泡材料,研究了发泡剂含量和螺杆转速对这3种发泡材料挤出发泡性能的影响。结果表明,当螺杆转速为26 r/min时,随着发泡剂含量从0.5%增加到2.0%,3种发泡材料的发泡倍率均逐渐增大,PP和PE–LD的泡孔平均尺寸也增大,而PLA的泡孔尺寸先增大后减小。当发泡剂质量分数为2.0%时,随着螺杆转速从26 r/min提高到42 r/min,PP的发泡倍率增大,泡孔平均尺寸减小;PE–LD的发泡倍率和泡孔平均尺寸均先增大后减小;PLA的发泡倍率基本不变,泡孔平均尺寸略有下降。当发泡剂BIH40质量分数为2.0%时,在相同螺杆转速下,PLA的发泡性能要优于PP和PE–LD,其泡孔尺寸较PP和PE–LD更小更均匀,单位面积上的泡孔数量明显高于PP和PE–LD。     

超临界CO2对聚乳酸挤出发泡的影响

采用一种半结晶聚乳酸（PLA）,利用双螺杆串联熔体泵系统,以超临界CO2为发泡剂,进行挤出发泡实验。研究了CO2含量对PLA泡沫密度、泡孔密度和泡孔直径的影响。结果表明,发泡剂CO2含量在7 %～10 %（质量分数,下同）之间时,得到表观密度最低为40 kg/m3、泡孔直径为285 μm、泡孔密度为1.5×106 个/cm3的低密度PLA泡沫。随着CO2含量的增加,PLA泡沫的初始结晶峰减小,结晶度升高,说明超临界CO2对PLA的结晶具有促进作用。     

发泡用改性聚丙烯的制备和性能研究

通过熔融共混法采用均聚聚丙烯(PP-H)和嵌段共聚聚丙烯(PP-B)制备了PP微发泡基础树脂,并研究了PPH用量对基体树脂发泡后力学性能的影响;同时采用发泡改性剂和成核剂(碳酸钙、滑石粉)对PP微发泡基础树脂进行改性,研究了发泡改性剂和成核剂用量对PP发泡性能的影响。结果表明,随PP-H用量的增加,发泡片材的拉伸强度下降,弯曲强度增加;发泡改性剂提高了PP的熔体强度,随成核剂碳酸钙、滑石粉用量的增加,发泡片材的密度下降,泡孔密度增大,其适宜用量为0.5份(质量份,下同);改性后PP的剪切黏度变小,挤出胀大比增大,相对分子质量分布变化不大;用改性PP制备的微发泡片材的泡孔直径小于50μm,泡孔密度可达10~6个/cm~3。     

EVM/PLA共混发泡材料泡孔结构和性能的研究

以乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)和聚乳酸(PLA)共混物为基体材料,经模压发泡制备了共混发泡材料。研究了EVM/PLA不同共混比、硫化剂(DCP)、发泡剂(AC)和白炭黑用量以及不同发泡时间对EVM/PLA共混物发泡材料泡孔结构和物理机械性能的影响。结果表明,随PLA组分的减少,白炭黑和DCP用量的增加,泡孔逐渐减小,均匀度增加,孔壁增厚,材料的密度、拉伸强度和拉断伸长率呈升高趋势,发泡倍率呈降低趋势。随发泡剂AC用量的增加,泡孔壁变薄,平均泡孔尺寸变化不大,材料的密度、拉伸强度和拉断伸长率呈降低趋势,发泡倍率增加。随硫化时间的延长,泡孔尺寸变小,孔壁增厚、发泡倍率逐渐下降,拉伸强度先增大后减少,拉断伸长率先下降后上升。     

交联剂对聚乳酸流变性能及其发泡材料泡孔结构的影响

在研究交联剂对聚乳酸(PLA)流变性能影响的基础上,采用间歇发泡方法研究交联PLA发泡材料的泡孔结构。结果表明,交联剂可提高低频区PLA的损耗角正切和复数黏度以及PLA的熔体强度和拉伸黏度。交联PLA的复数黏度高,使泡孔长大初期的长大速率较低;泡孔长大后期泡孔壁被拉伸时,熔体强度和拉伸黏度的急剧提高使泡孔壁强度增加而不会被撕裂,大大减小泡孔的合并,形成较均匀且较规则的泡孔结构。交联PLA高的熔体强度可明显减少发泡时二氧化碳扩散至空气中的量,从而增加PLA发泡样品的体积膨胀率;加入0.4 phr的交联剂时,样品的体积膨胀率最大(达41)。     

聚乳酸扩链改性及其挤出发泡的研究

采用扩链剂对聚乳酸（PLA）进行扩链改性,研究了扩链剂对PLA流变性能的影响。采用3种不同类型的化学发泡剂：发泡剂A（发泡母粒）、发泡剂B\[自制复合发泡剂：偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）/碳酸氢钠(NaHCO3)\]、发泡剂C(自制改性AC发泡剂),利用单螺杆挤出机对PLA进行挤出发泡。采用扫描电子显微镜观察分析了发泡材料的断面泡孔结构。结果表明,加入扩链剂可有效提高PLA的熔体强度和黏度及降低其熔体流动速率,改善PLA的发泡效果,扩链剂含量为0.8份（质量分数,下同）时,发泡材料的发泡效果最好;实验所用的3种发泡剂中,发泡剂C的发泡效果最好,发泡剂含量为1.5份时,发泡样品的表观密度较小（0.6 g/cm3）,泡孔直径最小(约为57 μm),泡孔密度最大（约为7.69×10^6个/cm3）,泡孔分布均匀,无明显泡孔破裂和连通现象。     

扩链改性对聚乳酸注塑发泡成型的影响

通过添加不同含量的扩链剂（CE）对2种牌号聚乳酸（PLA）进行改性,对改性PLA进行注塑发泡,研究了扩链剂用量对PLA熔体流变性能、试样的泡孔形态和力学性能等的影响,并比较了不同PLA泡沫的泡孔结构和力学性能的差异。结果表明,PLA的熔体流动速率随着扩链剂的加入明显降低,同时熔体强度得到提高;随着扩链剂含量的增多,注塑级和挤出级PLA的发泡效果和力学性能都逐渐提高,扩链剂含量达到0.8 %（质量分数,下同）时,取得最好的泡孔结构和最优的力学性能;改性注塑级发泡试样较改性挤出级发泡试样有更高的力学性能。     

高熔体弹性PLA/咖啡渣复合材料的发泡行为研究

通过熔融共混法制备二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸（PLA）/咖啡渣复合材料,利用超临界CO2对复合材料进行发泡,并对复合材料的流变性能、热性能、力学性能及发泡行为进行了研究。结果表明,MDI与PLA发生扩链反应,PLA/咖啡渣复合材料的熔体弹性、热性能和力学性能均显著提高;MDI能促进诱导冷结晶和熔融双峰形成,使复合材料的冷结晶度提高至24.68 %;加入MDI后,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率明显提高;在诱导冷结晶的温度下发泡,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率分别达到9.26×106 个/cm3和9.33倍。     

硫酸镁晶须对微发泡HIPS泡孔结构和性能影响

把不同含量改性碱式硫酸镁晶须加入到高抗冲聚苯乙烯(HIPS)中,在二次开模条件下制备微发泡HIPS/硫酸镁晶须复合材料,分析了不同含量硫酸镁晶须对微发泡HIPS复合材料泡孔结构和力学性能的影响。结果表明,随晶须含量增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加;晶须质量分数为5%时泡孔直径为25.091μm,泡孔密度达到1.0×10~7个/cm~3。     

丙烯酸酯橡胶/聚乳酸发泡材料的结构与性能

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂制备了丙烯酸酯橡胶(ACM)/聚乳酸(PLA)发泡材料,考察了ACM/PLA(质量比)和AC用量对发泡材料结构与性能的影响。结果表明,随着PLA并用比的增加,发泡材料的泡孔密度减小,泡孔逐渐变大,泡孔壁变薄,邵尔C硬度增大,撕裂强度和拉伸强度均降低,耐老化性能得到改善;随着AC用量的增加,发泡材料的泡孔壁变薄,大泡孔数增加,泡孔大小均匀度降低,密度、邵尔C硬度、拉伸强度和撕裂强度均逐渐降低,并且下降幅度逐渐变小,耐老化性能没有明显变化;发泡材料的压缩应力-应变变化包括较宽的线弹性区域、较窄的泡孔塌陷平台和泡孔壁相互接触后的密实化区域3个阶段。     

PCL/PLA共混材料的结晶行为及对微发泡的影响

基于单因素实验分析方法,研究了工艺参数对聚己内酯(PCL)/聚乳酸(PLA)共混材料结晶行为的影响,并通过间歇微发泡实验,研究结晶对共混材料微发泡行为的影响。结果表明,PCL/PLA共混材料的结晶度和晶体尺寸随着结晶温度及结晶时间的增加而增加;在PCL/PLA共混物微发泡过程中,晶粒能够诱导泡孔成核,且泡孔的长大过程受到晶体的限制,使得微发泡泡孔数目增多,泡孔密度增大,泡孔尺寸更为均匀,改善了PCL/PLA共混物的发泡性能。