木薯淀粉/剑麻纤维复合材料的性能研究

以天然高分子材料木薯淀粉、剑麻纤维(SF)为原料、甘油为增塑剂,通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/SF复合材料,研究了TPS/SF复合材料的塑化行为、拉伸性能、熔融行为、热降解性、透光性和结构。结果表明:SF的加入使TPS/SF复合材料的塑化时间缩短、塑化扭矩和平衡扭矩增加;TPS/SF复合材料的拉伸强度呈现先增加后降低趋势;TPS/SF复合材料的熔融峰温度增加、熔融焓降低。随着SF用量的增加,TPS/SF复合材料的透光率呈现降低现象;添加SF后,TPS/SF复合材料热降解温度升高,SF削弱TPS/SF复合材料分子间的氢键作用,TPS/SF复合材料球晶变得模糊。     

改性热塑性淀粉的制备及其与PBAT复合薄膜的性能

利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对淀粉进行偶联改性后,通过熔融挤出得到热塑性淀粉（TPS）,并将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）复配后吹膜,制备了PBAT/TPS复合膜材料,并探讨了HDTMS含量与TPS耐热性能、流变性能及PBAT/TPS复合膜疏水性能和力学性能的关系。结果发现,加入HDTMS后TPS加工性能得到改善、淀粉基体耐热性能更高,但增塑剂更易析出;加入1份HDTMS后,PBAT/TPS复合膜材料疏水性能得到改善,接触角提高到113.2°,再继续增加HDTMS含量后,接触角基本保持在104°～106°;PBAT/TPS复合膜材料拉伸强度随HDTMS含量的增加先提高后降低,当HDTMS含量为3份时拉伸强度达10.29 MPa。     

聚乙烯醇/木薯淀粉复合膜的制备与性能

将聚乙烯醇(PVA)与木薯淀粉混合,采用流延法制备PVA/木薯淀粉复合膜,并对其进行了结构表征和性能测试,研究PVA和木薯淀粉不同配比对于复合膜结构和性能的影响。结果表明:PVA和木薯淀粉相容性较好,淀粉的加入提高了PVA的热稳定性,PVA与淀粉的配比对复合膜的综合性能产生重要影响。随着体系中淀粉含量增加,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,透光率降低,吸水率先降低后升高。当PVA和木薯淀粉配比为70:30时复合膜综合性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率、透光率和吸水率分别达到55.65 MPa、337.10%、86.90%和109.52%,优于纯PVA膜。     

热塑性木薯淀粉/PVA/SiO_2复合材料的加工行为与力学性能研究

通过熔融法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/聚乙烯醇(PVA)/二氧化硅(SiO_2)复合材料,并研究复合材料的加工性能和力学性能。结果表明,随着SiO_2用量增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的拉伸强度先上升后下降,当SiO_2用量为2份时复合材料的拉伸强度最高达到22.65 MPa;TPS/PVA-1799/SiO_2复合材料的拉伸强度高于TPS/PVA-1788/SiO_2复合材料的;经过表面改性的SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料拉伸强度。随着SiO_2用量的增加,TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化时间缩短,塑化扭矩和平衡扭矩增加。随着甘油用量的增加,复合材料的塑化时间、塑化扭矩和平衡扭矩均降低;添加PVA-1788和表面处理后SiO_2有利于提高TPS/PVA/SiO_2复合材料的塑化性能。     

PBS-co-DEG与热塑性淀粉共混膜的性能研究

采用流延法制备了不同二甘醇(DEG)含量的聚丁二酸丁二醇二甘醇共聚酯(PBS-co-DEG)与热塑性淀粉(TPS)共混的复合膜,通过核磁共振氢谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪、热重分析仪、紫外–可见分光光度计、偏光显微镜等对共聚酯的结构及复合膜的性能进行了表征和测试,采用N435脂肪酶对复合膜进行了降解实验。结果表明,随DEG含量的增加PBS-co-DEG/TPS复合膜的亲水性、光透过率和断裂伸长率均有所增加,热稳定性变化不明显;与PBS/TPS复合膜相比,PBS-co-DEG/TPS复合膜的酶降解速率显著提高。     

TPS/LDPE/纳米SiO_2材料结构与性能

以天然高分子木薯淀粉为研究对象,低密度聚乙烯(LDPE)和纳米二氧化硅(SiO_2)为改性材料,甘油为增塑剂,通过熔融法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/LDPE/纳米SiO_2复合材料,研究了复合材料的塑化性能、力学性能、结晶性能、热稳定性和微观结构。结果表明:纳米SiO_2能提高TPS/LDPE复合材料塑化性能,更容易进行加工;随着纳米SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度降低、断裂应变增加,复合材料的熔融焓、结晶度减小,热降解温度提高;纳米SiO_2的加入使得复合材料的球晶变得更细密,改变了复合材料的晶型;当纳米SiO_2用量为2份(质量份)时在复合材料中分散较好,但随着纳米SiO_2用量的增加会发生团聚现象。     

端羟基超支化聚酯改性淀粉氢键作用力及其性能研究

以超支化聚酯(HBP)、玉米淀粉为原料,通过哈普转矩流变仪熔融混炼制备了热塑性淀粉(TPS),研究了HBP用量对TPS氢键作用力、结晶性能、热性能、流变性能的影响。结果表明:HBP能与淀粉形成氢键,且氢键作用力随着HBP用量的增加先增强后减弱,当HBP用量为15%时,氢键作用力最强;HBP的添加未改变淀粉的结晶类型;随着HBP用量的增加,TPS的玻璃化转变温度、结晶度先降低后提高,晶粒尺寸先减小后增大,当HBP用量为15%时,TPS的玻璃化转变温度、结晶度最低,晶粒尺寸最小;TPS的平衡扭矩随着HBP用量的增加而降低。     

六偏磷酸钠直接交联改性热塑性淀粉塑料

将六偏磷酸钠(SHMP)直接与淀粉和甘油混合,通过挤出注塑工艺制备了SHMP交联改性的热塑性淀粉塑料(TPS),研究了SHMP添加量对TPS拉伸强度、冲击强度、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,当SHMP含量为6%时,淀粉塑料的拉伸强度最高,达到3.75 MPa,断裂伸长率为190%;冲击强度比TPS略有下降;表面接触角由46.34°增加到76.12°,耐水性明显改善;转矩流变曲线表明,此时峰值转矩适中,有利于加工成型。     

蔗髓增强热塑性淀粉可降解复合材料制备与性能研究

采用熔融共混法制备了热塑性淀粉/蔗髓复合材料(TPS/BP),并对该复合材料的力学性能、吸湿性和微观结构进行了研究,通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了蔗髓增强热塑性淀粉的机理。结果表明:随着BP用量的增加,TPS/BP的拉伸强度逐渐提高,而断裂伸长率则明显下降;拉伸弹性模量则呈先增大后减小的趋势,在BP用量为20%时,拉伸弹性模量达到最大值(159.13 MPa)。BP的加入降低了TPS的吸水率,而且随其用量的增加,TPS/BP的吸水率逐渐降低。红外光谱和微观形貌分析表明,BP和TPS基体之间形成了分子间氢键,二者之间具有良好的界面相容性。     

PCL/PLA/凹凸棒土复合材料的制备及性能

采用熔融共混法制得了PLA/PCL/凹凸棒土复合材料,考察了PCL、凹凸棒土对复合材料力学性能、热稳定性和降解性能的影响。结果表明,PCL含量为15%、凹凸棒土含量为5%,复合材料的力学性能较好,拉伸强度达到37.62MPa;随着PCL添加量的增加,复合材料的热稳定性增强;复合材料的降解率随着凹凸棒土添加量的增大而增大,但降解率较低,最大降解率为2.56%。     

热塑性木薯淀粉/SiO2复合材料回生过程的稳定性研究

通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉/二氧化硅(TPS/SiO_2)复合材料,通过差示扫描量热仪(DSC)研究回生过程中TPS/SiO_2复合材料的熔融焓和熔融峰变化,通过X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)研究晶型和球晶形态大小的变化规律,通过热重仪(TG)分析TPS/SiO_2复合材料的热降解行为,并进行自然降解测试。结果表明:随着回生时间增加,TPS/SiO_2复合材料的熔融焓增大、回生程度增加,热降解温度降低、自然降解率增加;球晶大小和晶型随着回生时间变化发生改变。在短期回生过程中,TPS/SiO_2复合材料以淀粉直链分子链结晶为主;在长期回生过程中,部分淀粉分子链发生断裂,有利于淀粉的回生程度提高,但随着回生时间进一步增加,淀粉分子链继续发生断裂降解,使得球晶结构完善程度下降。     

二氧化硅粒子对热塑性木薯淀粉稳定性能的影响

通过添加二氧化硅(SiO2)到木薯淀粉(TPS)中,采用熔融共混法制备热塑性TPS/SiO2复合材料,研究复合材料的吸水性、生物降解性和熔融行为。结果表明,随着SiO2添加量的增加,TPS吸水率呈下降趋势,且添加经过硅烷偶联剂(KH550)表面处理后的纳米SiO2比未处理的吸水率低。随着生物降解时间的增加,TPS/SiO2复合材料的生物降解率提高;随着SiO2用量的增加,TPS的生物降解率呈下降变化,且SiO2表面处理后能明显提高TPS的生物降解性。随着SiO2用量的增加,TPS的熔融峰增加,且添加SiO2表面处理后的TPS熔融峰比未经表面处理的SiO2高。     

聚乳酸纤维/聚乙烯醇纤维协同增强热塑性淀粉复合材料

为提高热塑性淀粉（TPS）塑料的力学和耐水性能,通过挤出工艺制备了含量为1 %（质量分数,下同）的聚乳酸纤维（PLAF）及不同含量的聚乙烯醇纤维（PVAF）共同增强的热塑性淀粉复合材料。研究了含量为0.2 %~1.4 %的PVAF对TPS/PLAF/PVAF复合材料力学性能、断面形貌、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,同时加入PLAF和PVAF能有效提高复合材料的力学性能及表面耐水性能;当PLAF和PVAF含量为1 %时,复合材料的拉伸强度从纯TPS的1.98 MPa提高到10.53 MPa,冲击强度由纯TPS的33.4 kJ/m²提高到62.23 kJ/m²,水接触角由纯TPS的46.34°提高到65.02°,TPS/PLAF/PVAF复合材料的平衡扭达到最大值15.75 N·m。     

TPS/EVA泡沫复合材料的制备及其阻燃与力学性能

以热塑性淀粉(TPS)为成炭剂与聚磷酸铵(APP)、可膨胀石墨(EG)复配组成膨胀型阻燃剂,通过熔融密炼、开炼塑化、硫化发泡制备了热塑性淀粉/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(TPS/EVA)泡沫复合材料,探讨了TPS用量对泡沫复合材料阻燃性能、力学性能的影响。结果表明,TPS的加入显著提高了TPS/EVA泡沫复合材料阻燃性能,可起到良好的成炭作用;TPS/EVA泡沫复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度随着TPS用量的增加呈现先增大后减小的趋势,相对密度则是小幅度上升。当TPS用量为6%时,TPS/EVA泡沫复合材料综合性能最好,其LOI可达26.5%且UL-94为V-0级,拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及相对密度可达2.395 MPa、177.48%、10.59 N·mm^-1、0.21452。     

醋酸纤维素/聚碳酸亚丙酯复合膜的制备与性能

通过溶液共混法制备了醋酸纤维素(CA)/聚碳酸亚丙酯(PPC)复合膜,研究了其透光性、力学性能、热稳定性和降解性能。结果表明:CA的加入会导致复合膜透明性降低,但因CA与PPC具有较好的相容性,其力学性能、热稳定性、亲水性和自然降解能力显著提高。当添加15%CA时,复合膜的拉伸强度最大,为24. 2 MPa,与纯PPC相比,提高了137%。同时,复合膜保持良好的韧性和延展性,其断裂伸长率可达624%。随着CA添加量的增加,复合膜热稳定性、亲水性和降解性大幅提高。当添加30%CA时,复合膜热失重温度T5%和Tmax分别为261. 6和290. 2℃,比纯PPC提高了约40℃;与水的接触角为71. 7°,比纯PPC降低了22. 2°;降解90 d后,复合膜的质量保持率仅为36. 3%。     

聚乙烯醇/水杨酸/纳米二氧化钛复合水凝胶膜的制备及性能

用纳米二氧化钛(nano-TiO_2)对聚乙烯醇/水杨酸(PVA/SA)水凝胶膜进行改性,考查了不同nano-TiO_2用量的PVA/SA/nano-TiO_2复合水凝胶膜的结构与性能。结果表明:复合膜的透明度随nano-TiO_2用量的增加而降低,而其抗菌性、抗紫外线性及透气性均随nano-TiO_2用量的增加而提高;复合膜的力学性能随nano-TiO_2用量的增加呈先上升后下降的趋势,而其溶胀性却恰好与之相反;当nano-TiO_2用量为5.0%时,复合水凝胶膜的透气系数为0.737 9 m~2/(s·kPa),拉伸强度为8.44 MPa,最大紫外线透过率仅为71.12%,透光率达69.08%,对大肠杆菌与霉菌均具有较好的抑制作用,15℃时溶胀度达19.41%。     

PP/丙烯基弹性体/SEBS医用热塑性弹性体的性能

以聚丙烯(PP)、丙烯基弹性体和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)为主要原材料,采用熔融共混改性方法制备PP/丙烯基弹性体和PP/丙烯基弹性体/SEBS两种热塑性弹性体。采用转矩流变仪、拉伸试验机、硬度计和雾度计分别对共混体系的流变性能、拉伸性能、硬度和透光率进行分析与表征。结果表明,随着PP/丙烯基弹性体配比的增加,二元共混体系的平衡扭矩降低、硬度(邵A)提高、透光率变好、断裂伸长率增加,当其配比为1∶1时,共混体系的拉伸强度达到最大值(34.2 MPa);当PP与丙烯基弹性体配比为1:1不变时,随着SEBS含量增加,三元共混体系的平衡扭矩增大、硬度(邵A)减小、透光率变差、断裂伸长率提高;当PP、丙烯基弹性体和SEBS配比为47.5∶47.5∶5时,共混体系的透光率可达87%,硬度(邵A)为87,拉伸强度为35.2 MPa,断裂伸长率为750%,100%定伸强度为11.8 MPa,可满足医疗输液器械的要求。     

马来酸酐表面改性秸秆增强热塑性淀粉复合材料

首先用马来酸酐（MA）对小麦秸秆（WS）表面进行预处理,再经双螺杆挤出机在高温剪切作用下与玉米淀粉及增塑剂共混制备马来酸酐改性秸秆增强热塑性淀粉（MA-WS/TPS）复合材料,研究了MA的用量对MA-WS/TPS的力学性能,断面形貌,热稳定性和耐水性的影响。结果表明,WS经不同用量的MA改性后, 以1wt% 添加于MA-WS/TPS中,使复合材料的性能改善明显。当MA用量为4wt%时,其拉伸强度和断裂伸长率达到最佳（2.76MPa和158.24%）;热稳定性方面,MA改性使WS/TPS复合材料的最大热分解速率有所提高;此外,接触角结果表明, MA处理使得复合材料的耐水性显著提高,当MA用量为6wt%时,接触角可达到83.6°。综合性能以MA含量4wt%制得的复合材料最优。     

羧甲基纤维素／TiO2复合膜降解甲基橙的研究

采用羧甲基纤维素钠水溶液与TiO2胶体溶液共混的方法制备了羧甲基纤维素/TiO2复合膜(CMC/TiO2).用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了复合膜内TiO2的晶体结构和形貌.研究了复合膜的透光率、溶胀性及热稳定性.测定了复合膜在日光下对甲基橙水溶液的催化降解性能.结果表明,复合膜内的TiO2为纳米尺寸的柱状晶体及其团聚体.在日光照射下35 min,复合膜对甲基橙水溶液的光催化降解率达到50%.复合膜在可见光(400～800 nm)的透光率为40%～60%.随着复合膜内TiO2的质量分数(w)从3.61%增加到8.05%,复合膜的溶胀率从125%增加到206%,复合膜的热稳定性比单纯的CMC膜高.本工作所制备的复合膜具有可完全生物降解性能,为利用太阳光快速催化降解甲基橙等工业污水提供一种方法.     

HDPE/SFCM复合材料的性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,剑麻纤维素微晶(SFCM)为改性剂,采用熔融法制备HDPE/SFCM复合材料,研究了SFCM的用量对HDPE/SFCM复合材料的力学性能、热性能、熔体流动性、熔融结晶行为和断面形貌的影响。结果表明,SFCM的加入可明显提高HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量,但对材料的拉伸强度影响不明显,且降低了材料的冲击韧性。同时,SFCM的加入可小幅提高复合材料的维卡软化点,降低材料的熔体流动速率,对材料的熔融温度及结晶温度影响不大,但可提高HDPE的结晶度。当加入12份的SFCM时,HDPE/SFCM复合材料的拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量比HDPE的分别提高了138.1%,21.1%,33.3%,其结晶度比基体HDPE提高了20.5%。