聚乳酸/聚己内酯共混材料的性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混材料,研究了PLA/PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌。结果表明,制备的PLA/PCL共混材料为部分相容体系;材料拉伸强度随PCL含量的增加先增加后降低,当PCL质量分数为30%时,材料的拉伸强度为55.9 MPa,比纯PLA提高了8%;冲击强度随PCL含量的增加而增大,当PCL质量分数为50%时,材料的冲击强度为14.7 kJ/m2,比纯PLA提高了2.5倍。     

不同分子量PCL增韧PLA的结构与性能

采用两种不同分子量的聚(ε-己内酯)(PCL)(粘均分子量60 000和3 000)与聚乳酸(PLA)在175℃下共混10 min制备PLA/PCL共混物。通过动态流变、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能等研究了PLA/PCL共混物的结构和性能。动态流变显示,在PCL低含量(质量分数小于15%)时,PCL与PLA是相容的,质量分数为15%时PCL与PLA表现出明显的相分离行为。SEM显示,随着PCL含量的增加,PCL相的尺寸变大;低分子量PCL(L-PCL)的相尺寸明显大于高分子量PCL(H-PCL),而且相形态不是规则的球状。随着PCL含量的增加,共混物的拉伸强度下降,而断裂伸长率增加。当H-PCL质量分数为8.3%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率为137.32%。当H-PCL质量分数为15%时,其断裂伸长率高达232.76%。在添加相同含量PCL时,PLA/H-PCL共混物的拉伸强度高于PLA/L-PCL;而PCL质量分数8%时,共混物的断裂伸长率相差不多,当PCL质量分数大于8%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率明显比PLA/L-PCL共混物的高。     

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。     

PLA/PCL共混物的制备及性能分析

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物,探讨了PCL含量对共混物加工性能和力学性能的影响。结果表明,随着PCL含量的增加,共混物拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率逐渐减小;冲击强度则先增加后减小,当PCL质量分数为15%时,达到最大。随后探讨了柠檬酸三丁酯(TBC)、聚乙二醇(PEG) 2种相容剂对聚乳酸/聚己内酯共混物的力学性能、热性能和断面微观结构形态的影响。结果表明,加入适量的增容剂可以增强两相界面的粘接力,改善共混物的力学性能;共混物的Tg和Tc均降低,说明PLA与PCL的相容性得到改善;共混物断面的SEM表明,分散相的粒径变小,两相之间呈现良好的的相容性。     

3D打印PLA/PCL复合材料的力学性能

以聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)为实验原料,分别配比PCL质量分数在10%,20%和30%的PLA/PCL混合料,再经双螺杆挤出机挤出造粒后得到PLA/PCL复合材料。分别以纯PLA和3种不同配比的PLA/PCL复合材料为实验原料,使用粒料3D打印机制备拉伸、弯曲和冲击试件,并进行力学性能测试。结果表明,纯PLA试件的拉伸强度最大,为50.64 MPa,随着PCL含量的增加,试件的拉伸强度逐渐下降;试件的断裂伸长率随着PCL的含量的增加先增高后降低,当PCL质量分数为20%时,断裂伸长率达到最大值为25%;试件的弯曲强度随PCL含量的增加逐渐下降;试件的冲击强度随PCL含量的增加逐渐增大,当PCL质量分数为30%时,试件的冲击强度达到最大值,为15.80 kJ/m~2。     

PLA/PCL共混物的红外光谱和拉曼光谱分析

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物,并对其进行红外光谱和拉曼光谱分析对比:PLA/PCL共混物的红外反射光谱在1 274,1 184 cm-1处的峰强度随PCL含量增加而增大,1 090 cm-1处峰强度随PLA含量减少而降低,峰强度与共混组分配比对应关系不太明显;PLA/PCL共混物的拉曼光谱在875 cm-1处出现PLA的中等强度吸收峰,在914 cm-1处出现PCL的中等强度吸收峰,吸收峰强度与共混组分配比间存在明确对应关系;采用拉曼光谱分析PLA/PCL共混物所得信息多于红外光谱,可用该方法对其进行定性和半定量分析。     

PLA/MAM合金的制备与性能的研究

采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(MAM)共混物并对其力学性能和界面结构进行了研究。研究结果表明:MAM与PLA具有一定相容性,能够有效增韧PLA,当MAM质量分数为20%时,共混物的冲击强度可达19.9 kJ/m~2,但共混物的拉伸强度、模量和结晶度随着MAM含量的增加而减小,分散相粒子的尺寸随着MAM含量的增加而增大。     

有机硅改性聚氨酯增韧聚乳酸的研究

针对聚乳酸(PLA)韧性差的特点,采用有机硅改性热塑性聚氨酯(TPSiU)对PLA通过熔融共混进行增韧改性,考察了TPSiU含量对PLA/TPSiU共混物微观结构、热性能及力学性能等的影响。研究结果表明,TPSiU的加入,使PLA由脆性材料转变为韧性材料,共混物的拉伸强度、弹性模量,冲击强度均随TPSiU含量的增加呈先增大后减小的趋势,当TPSiU的质量分数为20%时,PLA/TPSiU共混物的断裂伸长率提高约8倍。PLA/TPSiU共混物中两相呈海-岛结构,相容性欠佳,而且随着TPSiU含量的增加,"岛"相尺寸逐渐增大。另外,TPSiU的加入对PLA的热性能稍有影响,当TPSiU质量分数为10%时,共混体系的耐热性与纯PLA相当。     

淀粉/PLA可降解复合材料性能研究

采用熔融共混技术制备淀粉/聚乳酸(PLA)复合材料.以制备出的复合材料力学性能、转矩流变性能和微观结构作为指标,研究了淀粉的含量、甘油的加入量对淀粉/PLA共混材料性能的影响.结果表明,以PLA为基体材料,淀粉质量分数为30％,甘油/淀粉质量分数为30/100时,制备出的淀粉/PLA复合材料有较好的性能.     

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。     

PCL增韧PLA共混材料的制备与性能研究

在聚乳酸(PLA)基体中加入聚己内酯(PCL)、柠檬酸三丁酯(TBC),通过熔融共混制备了PLA/PCL共混材料,并对其相容性、力学性能、热性能等进行了研究。结果表明:PLA/PCL为不相容体系,TBC作为相容剂对体系的韧性和强度影响较大;在TBC的作用下,共混材料两相之间发生了酯交换反应,生成界面相容剂,降低了PCL分散相的尺寸,改善了两相之间的相容性,提高了共混材料的韧性。当PLA与PCL的质量比为80/20、TBC的质量分数占共混材料总质量的8%时,共混材料的断裂伸长率可达125%,冲击强度值可达9.83kJ/m2。同时,共混材料的冷结晶峰消失,结晶趋于完善。     

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。     

PLA增强改性PBS共混物制备及性能

采用熔融共混法制备聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚乳酸(PLA)共混物,研究PLA含量对共混物的熔体流动速率(MFR)、拉伸性能、微观形貌以及结晶结构的影响。结果表明,由于PLA熔体的较高黏度,导致PBS/PLA共混物的MFR随着PLA含量增大而显著降低。适量PLA的加入可实现其对PBS的增强增韧,当PLA质量分数为30%时,共混物的拉伸屈服强度、拉伸弹性模量以及断裂伸长率分别由纯PBS的32.0,473.1 MPa和282.5%增大至34.4,610.8 MPa和455.2%,拉伸性能最优。而当PLA质量分数增大至40%时,共混物中出现严重的PLA相合并,导致其断裂伸长率剧烈降低至11.3%。此外,结晶测试结果表明,共混物中PBS基体为半结晶结构,而PLA分散相为非晶态结构,PLA的加入会导致PBS结晶度降低。     

低密度聚乙烯/聚乳酸共混物性能的研究

利用熔融成型法制得不同聚乳酸(PLA)质量分数的低密度聚乙烯/聚乳酸(PE–LD/PLA)共混物,并对PE–LD/PLA共混物的结构和性能进行研究。结果表明,共混物中PLA相与PE–LD相之间没有发生化学反应,它是PLA与PE–LD的一种简单混合物。共混物中的PLA含量对其力学性能和亲水性均有很大影响。随着PLA含量的增加,共混物的断裂伸长率逐渐降低而拉伸强度和拉伸弹性模量逐渐增大,共混物的亲水性增加,且随着降解时间的增加,共混物的断裂伸长率轻微增加而拉伸强度和拉伸弹性模量小幅度降低,这些现象均与PLA是一种强度高但柔韧性较差的亲水性高分子材料有关。     

PLA/PBS共混物增黏改性的研究

采用熔融反应共混法,通过引入过氧化二苯甲酰(BPO),对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)进行增黏改性。研究了该PLA/PBS反应共混物的流变性能、凝胶分数、热性能、力学性能和断面微观形貌。结果表明:随着BPO用量的增加,PLA/PBS反应共混物的转矩和凝胶分数均增大;PLA/PBS反应共混物的结晶性和熔点(Tm)随着BPO用量的增加而降低,且出现熔融双峰,当BPO用量增至1 phr时,熔融双峰消失,PLA和PBS间的相容性显著改善;随着BPO用量的增加,PLA/PBS反应共混物的断裂伸长率、拉伸强度、冲击强度均有所提高,而玻璃化转变温度(Tg)先降后升,体系的内耗则逐渐降低。     

PBT/ε-PCL共混物的性能

实验通过熔融共混制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/聚己内酯(PCL)共混物,共混物中PCL的质量百分比从10%变化到90%,间隔为10%.实验研究PCL树脂质量百分比对共混物相容性、热性能、力学性能、相形态、熔融及结晶行为的影响.DMA和DSC热分析结果表明:PBT和PCL是部分相容体系,相容性随PCL含量的增加而增加,PCL的加入降低了PBT/PCL共混物中PBT相的熔点,改善了PBT的结晶能力.通过SEM对PBT/PCL共混物的相形态研究表明:PBT/PCL共混物具有两相结构,PCL质量含量为50%时发生相反转.力学性能分析结果表明:PCL能够增韧PBT,但效果不明显.     

聚碳酸亚丙酯与聚乳酸共混物性能及热分解动力学分析

采用溶液浇铸法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/聚乳酸(PLA)共混物,通过力学性能测试、衰减全反射红外光谱分析、差示扫描量热分析和热失重分析研究了共混物的性能,并对共混物进行了热分解动力学研究。结果表明,随着PLA含量的增加,共混物的拉伸强度增大,断裂伸长率减小,PPC/PLA共混物的力学性能得到改善;随着PLA的含量从10%(质量分数,下同)增加到90%,共混物热失重10%所对应的温度(T-10%)从255℃逐渐增加到281℃,当PLA的含量分别为10%、50%和90%时,最大速率失重温度比纯PPC分别提高了3.45、15.51和41.58℃;采用Coats-Redfern法得出,PLA的加入能提高PPC的活化能,其中PLA含量为30%和50%时,共混物的活化能比纯PPC分别提高了12.72%和40.68%,说明PLA改善了PPC的热稳定性。     

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯原位复合材料的研究

先通过熔融共混方法制备聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)共混材料,然后将该共混材料加入微纳层叠共挤出设备中,通过该设备使PBS在PLA基体中原位成纤,制备PLA/PBS原位成纤复合材料;进一步对该原位成纤复合材料进行扫描电子显微镜、机械性能、差热量热分析等研究。结果表明,PBS在PLA基体中实现原位成纤,且PBS在低含量时也能够形成纤维,当PBS质量分数为10%时,PBS纤维的直径为1.16~1.52μm,随着PBS含量的增加,PBS纤维直径逐渐增大;PBS的加入提高了PLA的断裂伸长率,当PBS质量分数为30%时,PLA的断裂伸长率提高近300%,但降低了PLA的拉伸强度;PBS经原位成纤后,PBS的结晶度及熔融温度得到提高,PBS纤维能更好地为PLA提供一定的晶核,使得PLA的冷结晶温度降低。     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

丙烯酸酯接枝改性天然橡胶增韧聚乳酸

通过在天然橡胶(NR)分子链上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA),制备了三种丙烯酸酯接枝改性NR:NR-g-PMMA,NR-g-PBA和NR-g-(PMMA,PBA)。采用核磁共振氢谱对三种接枝物进行了化学结构鉴定。将接枝改性后的NR和未改性的NR与PLA采用哈克密炼机熔融共混,分别制备了PLA/NR,PLA/NR-gPMMA,PLA/NR-g-PBA和PLA/NR-g-(PMMA,PBA)共混物,研究了接枝改性NR和未改性NR含量对共混物力学性能和热性能的影响。各共混物的拉伸弹性模量和拉伸强度均随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而降低,断裂伸长率和缺口冲击强度随接枝改性NR和未改性NR含量的增加而提高。其中,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度比其它共混物提高的幅度大,当NR-g-PBA的质量分数为5%时,PLA/NR-g-PBA共混物的断裂伸长率达到78%,缺口冲击强度为5.2 k J/m2,而纯PLA的断裂伸长率仅为7.7%,缺口冲击强度为2.5 k J/m2,说明NR接枝分子柔顺性较高的BA更有利于促进其与PLA共混物的韧性提高。热分析结果表明,PLA/NR-gPBA共混物的热稳定性相比于纯PLA也有所提高。