纳米纤维素协同聚氨酯增强增韧聚乳酸的研究

以聚乳酸（PLA）为基体、聚氨酯（PU）为增韧相、纳米纤维素（NCF）为增强相,通过溶液法与熔融共混制得PLA/PU/NCF复合材料,研究了PU和NCF的含量对PLA力学性能与热稳定性的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和力学性能测试手段对PLA/PU/NCF复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明,柔顺的PU分子限制了PLA的结晶,提升了PLA基体的韧性;刚性的NCF通过氢键作用提升了PLA基体的强度;当NCF含量为3 %、PU含量为17 %时,PLA/PU/NCF复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比纯PLA提升了12.10 %和694.91 %;高温热稳定性有了显著改善,复合材料的600 ℃残炭率为19.36 %。     

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。     

天然橡胶和纤维素纳米晶对聚乳酸的共混改性研究

通过在天然橡胶(NR)分子链上接枝丙烯酸丁酯(BA)制备接枝改性物NR-g-PBA,并将NR-g-PBA以及NRg-PBA和纤维素纳米晶(CNC)分别与聚乳酸(PLA)熔融共混,得到PLA/NR-g-PBA二元共混物和PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物。研究NR-g-PBA和CNC对共混物力学性能、结晶性能和热稳定性的影响。结果表明:与PLA相比,PLA/NR-g-PBA二元共混物的韧性提高,但拉伸强度降低;随着CNC用量增大,PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物的拉伸强度和拉断伸长率均呈先提高后降低趋势,PLA/NR-g-PBA/CNC共混物(CNC相对于PLA的质量分数为0. 005)的拉伸强度最高,PLA/NR-g-PBA/CNC共混物(CNC相对于PLA的质量分数为0. 01)的拉断伸长率最高;PLA/NR-g-PBA二元共混物和PLA/NR-g-PBA/CNC三元共混物的结晶温度和结晶度均比纯PLA有所提高;NR-g-PBA和CNC的引入有助于提高PLA的热稳定性。     

纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备与研究

利用纳米纤维素(CNFs)对聚乳酸(PLA)进行增强改性,通过浸渍法制备CNFs/PLA复合材料。测试了CNFs/PLA复合材料的红外谱图、力学性能、热膨胀系数和透光率,并用扫描电镜(SEM)分析了复合材料的拉伸断面。实验结果表明,CNFs的加入,使复合材料的力学性能和热稳定性得到显著提高,CNFs与PLA是通过物理作用结合在一起的,CNFs的加入使得PLA对紫外线的阻挡效果增强。从SEM图分析可知,CNFs与PLA结合得很好。比较木粉和棉花两种原料制备的CNFs对复合材料性能的影响可知,木粉制备的CNFs对提高PLA的性能更好。     

不同形貌纳米纤维素对天然橡胶力学性能的影响

将两种纳米纤维素[纤维素纳米丝(CNF)和纤维素纳米晶(CNC)]与天然胶乳通过溶液共混和浇注成膜制备CNF/天然橡胶(NR)和CNC/NR复合材料,考察CNF和CNC对NR的补强效果。结果表明:CNF与CNC对NR都具有补强效果,当二者用量相同时,CNF对NR的补强效果更显著;在成膜过程中,CNC发生沉降,在底部形成CNC富集层;当CNC用量大于5份时,CNC/NR复合材料在拉伸过程中CNC富集层发生滑脱分层;纳米纤维素与NR的极性相差较大,提高二者的相容性和界面结合力需进一步研究。     

纳米纤维素/聚乳酸复合材料的性能研究

采用溶液浇铸法制备完全可降解的纳米纤维素/聚乳酸(PLA)复合材料.测试了80℃下纳米纤维素/聚乳酸共混体系的运动黏度,复合材料对紫外可见光(200～600 nm)的透过性,复合材料在土壤中降解后,聚乳酸黏均相对分子质量随降解时间的变化.并用扫描电子显微镜(SEM)观察了降解后复合材料的表面形貌.结果表明,共混体系的黏度随着纳米纤维素质量分数的增加,呈非线性增长,为部分相容体系.在260 ～ 600 nm,透过率随着纳米纤维素质量分数的增加而降低;纳米纤维素的存在加速了聚乳酸分子质量的降低;从SEM的图片中可以看出,在土壤中降解后材料表面有明显被侵蚀的痕迹.     

聚乳酸增强增韧功能化改性研究进展

针对增强增韧改性PLA,综述了物理改性和化学接枝改性方法的研究进展,介绍了常用的增强增韧材料及其改性效果,探讨各类增强增韧方法的作用机理。研究表明：改性PLA对改性组分的强度、韧性及体系的相容性均有一定的要求。物理改性方法简单易行,但体系性能不稳定。化学接枝改性可从分子层面设计PLA结构,获得性能更稳定的复合材料。对于化学接枝法,未来研究可注重提高接枝率、减少化学接枝改性的加工程序等方面,制备兼顾材料的强度、韧性、相容性等因素的接枝物,增强增韧PLA。     

纳米碳酸钙增韧增强聚丙烯的研究

研究了聚丙烯／纳米碳酸钙复合材料的综合力学性能，用Ceast仪器化冲击试验机对复合材料冲击过程的力一时间、能量一时间关系曲线分析表明，冲击裂纹开裂应力和开裂能都远高于橡胶或弹性体增韧聚丙烯体系，证明该复合材料是一类“强而韧”的材料；用扫描电镜观察复合材料缺口冲击祥条断面发现，复合材料的断裂方式由耗能少的空洞化一银纹断裂方式逐步向耗能多的基体屈服方式转化，从而达到材料的增韧。     

羟丙甲纤维素增韧聚乳酸复合材料的制备及性能研究

选用羟丙甲纤维素(HMC)对聚乳酸(PLA)进行增韧改性,采用共混法制备了PLA/HMC复合材料,并对其流变性能、力学性能和结晶性能进行了系统分析.结果表明,PLA/HMC复合材料的表观黏度随剪切速率、温度和HMC含量的增加呈现逐渐下降的趋势;HMC在PLA基体中能够均匀分散,且PLA与HMC之间具有较好的相容性;PL...     

PLA/剑麻纤维复合材料的增韧改性

利用聚乙二醇(PEG)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对聚乳酸(PLA)/剑麻纤维(SF)复合材料进行增韧改性,PLA/SF复合体系与增韧剂PEG、PBS密炼共混后,经模压制备PL/A/SF纤维复合材料.通过正交实验,考察PEG含量、PBS含量、硬脂酸含量以及密炼温度对复合材料力学性能的影响.结果表明:PEG的含量对复合材料韧性的影响最显著.PBS的含量和硬脂酸的含量对复合材料冲击性能的影响比较显著,但对其断裂伸长率和拉伸强度的影响不显著.温度对复合材料的冲击性能和拉伸强度几乎没影响,但对其断裂伸长率的影响比较显著.     

PLA/PC复合材料的增韧改性研究

采用相容剂乙烯-丙烯酸丁酯(E-BA)和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)对聚乳酸/聚碳酸酯(PLA/PC)复合材料进行增韧改性。同时将相容剂E-MA-GMA和E-BA复配,进一步对PLA/PC复合材料进行增韧。结果表明:4%的E-BA和6%的E-MA-GMA使复合材料的冲击强度提高了9¹0倍;E-MA-GMA和E-BA的比例为4:2时,复合材料的冲击强度达到990 J/m。     

聚乳酸增韧改性研究

通过熔融共混法制备了通用注塑级聚乳酸(PLA)材料,研究了刚性粒子种类,增韧剂种类和协同增韧等对PLA力学性能的影响,同时通过控制扩链剂的添加量有效地对注塑级PLA的熔体流动速率(MFR)进行控制。结果表明:协同增韧剂对PLA有较好的增韧效果,冲击强度从3.5 kJ/m2提高到15 kJ/m2,是单一增韧剂的2.5倍。通过引入扩链剂,得到一系列不同MFR的注塑级PLA材料,满足不同的工业化产品需求。     

聚乳酸增韧改性研究

采用熔融共混法,将聚乳酸(PLA)分别与丁二醇-己二酸-对苯二甲酸共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)共混制备生物降解复合材料,并模压成型。研究了3种复合材料的拉伸性能、冲击性能及断面微观形貌。结果表明:PBAT、PBS和PPC均能提高PLA的断裂伸长率和冲击强度;与PBS和PPC相比,PBAT与PLA的相容性更好;随着PBAT含量的增加,增韧PLA材料的冲击强度逐渐上升,但PBAT与PLA的相容性逐渐变差。     

PA66的增韧增强研究

研究了玻璃纤维和弹性体(EPDM—g—MAH),对尼龙66(PA66)的增韧、增强的效果。结果表明,玻璃纤维对PA66有很好的增强效果,当玻璃纤维质量分数达30％时,共混体系的拉伸强度达到112．13MPa;玻璃纤维对PA66也有一定的增韧作用,当玻璃纤维质量分数为18％时,增韧效果最好。EPDM—g—MAH对PA66有很好的增韧作用,当EPDM—g—MAH填充量增加到10％时,共混体系的冲击强度提高到28．3kJ/m^2;但体系的拉伸强度有所下降。     

聚苯硫醚的增强增韧研究

将玻璃纤维和弹性体同时添加到聚苯硫醚(PPS)树脂中.通过双螺杆挤出机制备出聚苯硫醚复合材料;就玻璃纤维和弹性体对聚苯硫醚的增强增韧效果进行了研究,结果表明:玻纡对聚苯硫醚的增强效果比较明显,当玻纤质量分数达到20%时,共混体系的拉伸强度提高1倍,达到110 MPa;但玻纤对聚苯硫醚的增韧效果比较有限,当玻纤质量分数达到30%时,体系的冲击强度达到最大.弹性体EMG对聚苯硫醚具有很好的增韧作用,当其质量分数达到12%时,共混体系的缺口冲击强度达到18.2 kJ/m2;但同时体系的拉伸强度有一定程度的F降.     

改性碳酸钙对聚乳酸的增韧研究

通过偶联剂对碳酸钙(CaCO3)进行表面改性的方法,使CaCO3与聚乳酸(PLA)之间的作用力增强,提高复合材料的性能。研究了可使PLA/CaCO3复合材料的冲击强度、断裂伸长率显著提高的方法,实验结果表明:通过对CaCO3粒子的改性,使CaCO3比表面积加大,因而与基体接触面积增大,受到应力时会产生更多的银纹和塑性变形区,吸收大量的能量,从而达到增韧、增强的目的。     

聚碳酸亚丙酯增韧聚乳酸研究

利用双螺杆挤出机研究了聚碳酸亚丙酯(PPC)对聚乳酸(PLA)的增韧效果.结果表明:PPC树脂对PLA有明显的增韧作用,但增韧的同时会引起PLA拉伸强度和维卡软化温度的降低,随PPC用量增加,冲击强度持续提高,而拉伸强度和维卡软化温度持续降低;PLA/PPC共混体系中加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)后,可提高两者的相容性,从而起到增韧的作用,随MDI用量增加,PLA/PPC共混物的冲击强度和拉伸强度呈现先增加后减小的趋势.     

胺端基型超支化乙二胺三嗪聚合物对PLA/PPC的增韧改性研究

以乙二胺和三聚氯氰作为原料,以丙酮为溶剂,通过"一步法"合成了胺端基型的超支化乙二胺三嗪聚合物(HBETP)。以HBETP作为改性剂,采用双螺杆挤出机熔融共混和注射成型法制备了聚乳酸(PLA)/聚碳酸亚丙酯(PPC)共混物,并用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)、电子万能试验机、扫描电字显微镜(SEM)等测试手段对共混物的热性能、力学性能以及断面形貌等进行表征与测试。结果表明,与PLA/PPC共混物相比,当HBETP含量为0. 6份时,PLA/PPC/HBETP共混体系在保持拉伸强度基本不变的基础上,断裂伸长率和冲击强度分别提高了266. 0%和122. 9%;HBETP是一种增韧PLA/PPC共混物的有效助剂。     

ACR增韧聚乳酸的力学性能研究

采用丙烯酸酯类树脂(ACR)作为改性剂增韧改性聚乳酸(PLA),研究了ACR用量对PLA力学性能等的影响.结果表明,PLA的断裂伸长率随着ACR用量的升高逐渐增加.当ACR质量分数为5%时,相比纯的PLA增加了2倍左右.当ACR用量到达8%时,断裂伸长率增加了3倍左右,PLA的韧性达到最大.拉伸强度、弯曲强度分别降低了13%、15%.由此可见PLA样品在弯曲强度和拉伸强度损失不大的情况下,其韧性随着ACR用量的升高而增加.