聚乳酸/无机填料复合材料结构与性能的研究

采用密炼器熔融共混法,将聚乳酸(PLA)分别与碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土(MMT)及滑石粉(Talc)共混制备成生物降解复合材料,研究了PLA/无机填料共混物的力学性能、断面微观结构及结晶性能。结果表明:CaCO3、MMT和Talc均降低了PLA的断裂伸长率;Talc和CaCO3对PLA的拉伸强度影响不大,MMT明显降低了PLA的拉伸强度;Talc和CaCO3相对MMT在PLA基体中的分散较均匀;CaCO3和MMT改善PLA结晶性能的效果不明显,而Talc大大提高了PLA的结晶性能使,PLA的结晶温度下降约20℃结,晶度提高近3%。     

PLA纳米复合材料结晶行为的研究进展

综述了近年来聚乳酸(PLA)纳米复合材料结晶行为的研究进展,重点介绍了PLA/纳米碳基复合材料、PLA/纳米黏土复合材料、其他PLA纳米复合材料,以及PLA/纳米杂化复合材料的结晶行为,并阐述了增塑剂与纳米填料,以及剪切流动场与纳米填料的协同效应对PLA结晶行为的影响。分析表明,添加少量纳米填料可以有效促进PLA结晶,提高其耐热性和力学性能,并赋予其气体阻隔性、抗紫外线和抗菌性等特殊功能。最后,对PLA纳米复合材料结晶调控的未来研究方向进行了展望。     

PLA/nano-CaCO3复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/纳米碳酸钙(nano-CaCO₃)复合材料,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉力机和摆锤冲击试验机等研究了PLA/nano-CaCO₃复合材料的结晶性能和力学性能。结果表明：nano-CaCO₃粒径及用量、表面处理剂种类及用量均会对PLA/nano-CaCO₃复合材料的结晶行为产生一定影响。当硬脂酸钠用量为3.5%(质量分数)时,与纯PLA相比,随着nano-CaCO₃用量的增加,PLA/nano-CaCO₃复合材料的拉伸强度逐渐下降,断裂伸长率和缺口冲击强度均逐渐升高。     

贝壳粉对PLA复合材料力学性能和热稳定性的影响

以贝壳粉(SP)和硬脂酸表面改性的贝壳粉(SSP)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融共混法制备了PLA/SP和PLA/SSP复合材料。运用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)研究了SP、SSP对PLA力学性能、界面形貌、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:在实验条件下,随着填料用量的增加,PLA/SP和PLA/SSP复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,冲击强度则先升高后降低,分别在填料用量为10%和30%时达到最大值,较纯PLA分别提高了7.4%和114.81%。SP和SSP均可起到成核剂的作用,提高了PLA的结晶性能(其中SSP对PLA结晶性能的提高作用更为明显),但二者的添加会降低PLA的热稳定性。     

聚乳酸/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能

采用同向旋转双螺杆挤出机制备了聚乳酸/纳米碳酸钙(PLA/NPCC)复合材料;通过差示扫描量热仪、偏光显微镜和电子万能试验机研究了不同含量的NPCC对PLA熔融与结晶行为、晶体形态及其力学性能的影响。结果表明:纯PLA结晶慢,加入NPCC能明显提高其结晶速率,改善球晶尺寸分布,且冲击强度相比纯PLA提高了13%。但NPCC的加入量存在阈值,超过5%时,反而会使PLA/NPCC复合材料的冲击强度和拉伸强度都降低。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4%（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2%时,PLA/4%SNC/2%PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20%,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

PLA/PBAT/纳米碳酸钙三元复合材料的微观形貌与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PLA/PBAT)共混物和PLA/PBAT/纳米碳酸钙(PLA/PBAT/nano-CaCO_3)复合材料;通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和微机电子万能试验机研究了PLA/PBAT共混物的微观结构、相容性、熔融与结晶行为及力学性能;不同含量的nano-CaCO_3对PLA/PBAT/nano-CaCO_3三元复合材料中PLA的熔融与结晶行为及复合材料力学性能的影响及nano-CaCO_3在PLA/PBAT共混物中的分布行为。DSC表明,与少量的PBAT共混后,PLA的结晶度提高;而加入nano-CaCO_3后,PLA的结晶温度降低;SEM表明,PLA与少量PBAT部分相容,且nano-CaCO_3选择性地分布在PBAT相中;力学性能测试表明,与PBAT共混后,PLA的韧性得到很大程度的改善,且nano-CaCO_3与PBAT起到了协同增韧的作用,冲击强度提高了162%;但nano-CaCO_3的加入量存在阈值,超过10%时,会使PLA/PBAT/nano-CaCO_3复合材料的拉伸强度下降。     

成核剂与增容剂调控聚乳酸/聚丙烯复合材料的结晶与力学性能研究

通过熔融共混法制备聚丙烯/聚乳酸(PP/PLA)复合材料,研究成核剂癸二酸二苯基二酰肼(TMC-300)和增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对PP/PLA复合材料的结晶行为、热学性能、力学性能的影响。结果表明,TMC-300能够显著提高PP/PLA共混物的结晶速率和结晶度,降低球晶尺寸,并改善复合材料的力学性能。当TMC-300添加量为0.5%时,共混物的熔点从163.9℃提高到168.6℃,结晶度达到44.2%,比纯PP/PLA提高25.6%,拉伸强度和冲击强度分别增加了13.33%,49.86%。当增容剂与成核剂并用时,增容剂可改善PLA链段运动能力,并提供更多的成核位点,进一步促进PLA的结晶性能,且结晶的分布由海岛式结构变为双连续相结构,复合材料的拉伸强度比纯PP/PLA提升了19.25%。     

聚氨酯预聚体增容PLA/TPU复合材料的制备与性能

以聚乳酸(PLA)、热塑性聚氨酯(TPU)和聚氨酯预聚体(PUP)为原料,通过原位反应制备了一系列聚乳酸/热塑性聚氨酯(PLA/TPU)复合材料,并详细分析了PUP对PLA/TPU复合材料的反应原理、力学性能、断面形貌及结晶性能的影响。结果表明:随着PUP的加入,复合材料的拉伸样条出现明显的屈服和缩颈现象,当PUP含量为15%时,试样的断裂伸长率提升了382%,冲击强度是未加PUP试样的2. 1倍,拉伸强度轻微下降,另外,FTIR和SEM分析结果表明,PUP中NCO基团与PLA中末端羟基或羧基的反应显著改善了PLA和TPU共混物的相容性。结晶测试表明,PLA/TPU复合材料比纯PLA的结晶速率和晶体的完善程度都高。     

聚乳酸/聚丙烯/淀粉复合材料的制备及性能研究

采用模压成型制备了聚乳酸(PLA)/聚丙烯(PP)和PLA/PP/淀粉两种复合材料.主要研究了复合材料的热性能、力学性能和降解性能.结果表明:对于PLA/PP复合材料而言,复合材料的熔融温度先增加后降低,结晶度随PLA的含量增加而变大,而且出现了结晶双峰.力学性能相较与纯PLA,断裂伸长率明显提高,拉伸强度有所下降,最...     

表面改性CNF对PBS/PLA共混物的湿热老化行为的影响

以硅烷偶联剂KH550对纳米纤维素(CNF)进行表面改性,利用双螺杆挤出机熔融共混制备一系列聚丁二酸丁二醇脂(PBS)/CNF母粒改性聚乳酸(PLA)复合材料,并在湿热老化试验箱中进行老化试验。通过扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜等对复合材料的结晶和力学性能进行测试。结果表明,CNF可作为异相成核剂改善PLA的结晶行为,使PLA的结晶度提高;改性后,PBS/CNF复合母粒与PLA基体之间的相容性有较大改善;老化36 h后,PLA/PBS/CNF-KH550复合材料结晶进一步完善,其结晶度、拉伸强度和断裂伸长率较老化前分别提高了28.15 %、5.54 %和8.23 %。     

无机填料对PLA树脂热稳定性影响的研究

通过熔融共混工艺制备了聚乳酸(PLA)/无机粒子复合材料。利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)探究了未改性的可回收利用的PLA和PLA/无机粒子复合材料的热性能,并对动态流变行为进行了探究。研究结果表明添加无机粒子可以提升PLA的热稳定性。滑石粉(Talc)可以诱导PLA结晶,但是SiO2和CaCO3却对结晶性能没有影响。PLA共混材料的复数黏度比纯PLA的要高。     

纳米碳酸钙/TPU协同增韧PLA的形态及结晶性能研究

通过纳米轻质碳酸钙(NPCC)或热塑性聚氨酯(TPU)增韧聚乳酸(PLA),利用双螺杆挤出机进行不同组分比的聚乳酸基复合材料熔融共混,再利用注塑成型制备一系列PLA/TPU、PLA/NPCC和PLA/TPU/NPCC共混物。采用悬臂梁冲击试验机与万能实验机进行了力学性能测试,发现NPCC和TPU起到了较好的协同增韧效果;采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪和偏光显微镜分别进行了复合材料的微观形态、结晶性能、结晶形态及结晶形貌测试,结果表明,NPCC较均匀地分散在PLA基体中,TPU以短纤状存在于PLA基体中,NPCC或TPU的加入都降低了PLA的玻璃化转变温度和结晶度。     

PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯(PLA/PHA)复合材料,研究了PHA用量对PLA/PHA复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:PLA/PHA复合材料在熔融过程中出现双重熔融峰,且熔融峰随PHA用量的增加逐渐向高温方向移动;随着PHA用量的增加,PLA/PHA复合材料的结晶度逐渐下降,而其拉伸强度、断裂伸长率等均得到提高,但PHA用量过多时,复合材料的力学性能急剧下降。     

纳米SiO_2包覆微晶纤维素对PLA/PBS复合材料性能的影响

以纳米二氧化硅(nano-SiO_2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯(PLA/PBS)复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO_2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明,nano-SiO_2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO_2在聚合物材料中的分散性,改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5%(质量分数,下同)MCC的PLA/PBS/MCC复合材料,与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO_2-MCC复合材料相比,其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04%、11.70%、71.92%。     

纤维素纳米纤维对聚乳酸结晶、流变和拉伸性能的影响

采用熔融共混⁃注射成型制备了聚乳酸（PLA）/纤维素纳米纤维（CNFs）可生物降解纳米复合材料,利用差示扫描量热仪、流变测试、拉伸性能测试等手段,考察了CNFs含量对PLA/CNFs复合材料结晶行为、流变特性和力学性能的影响规律。结果表明,少量的CNFs能均匀分散在PLA基体中,CNFs可作为PLA的异相成核剂,提高结晶速率常数,缩短半结晶时间,CNFs的含量为5 %（质量分数,下同）时,半结晶时间由纯PLA的10.4 min缩短至2.9 min;CNFs体现出润滑作用,使PLA/CNFs复合材料的储能模量和损耗模量均低于纯PLA;CNFs的含量为3 %时,复合材料的断裂伸长率较纯PLA提高了41.2 %。     

SiO_2/复合稳定剂/PLA复合材料的性能研究

通过熔融共混工艺制备了SiO_2/复合稳定剂/聚乳酸(PLA)复合材料。利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)探究了未改性的PLA和SiO_2/复合稳定剂/PLA复合材料的热稳定性能。结果表明,PLA的热稳定性可以通过添加SiO_2和复合稳定剂来提升;SiO_2/复合稳定剂对PLA结晶几乎没有影响;SiO_2和复合稳定剂改善了PLA的成型加工性能,且复合材料具有较高的拉伸强度和模量。     

MDI增容茶粉/聚乳酸生物质复合材料的制备与性能

以茶废弃物(TW)为填料、聚乳酸(PLA)为基体,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为偶联剂,经密炼-注塑工艺制备了TW/PLA复合材料,考察了MDI对该复合材料结构与性能的影响。结果表明,MDI的添加改善了TW与PLA的界面相容性,提高了TW/PLA复合材料的力学性能、储能模量、玻璃化转变温度及热稳定性,降低了复合材料吸水率。在MDI添加量为TW用量的2%时,复合材料的力学性能最佳,与未增容TW/PLA复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度分别提高18.9%、17.6%和7.2%,拉伸模量和弯曲模量分别提高12.6%和30.6%。     

纳米SiO2包覆微晶纤维素对PBS/PLA复合材料性能的影响

以纳米二氧化硅(nano-SiO2)表面包覆的微晶纤维素(MCC)为填料,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯（PLA/PBS）复合材料。运用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、动态热力学分析仪等方法研究了nano-SiO2对PLA/PBS/MCC复合材料的力学性能、热稳定性以及结晶行为的影响。结果表明,nano-SiO2包覆在MCC表面后与PLA/PBS熔融共混提高了nano-SiO2在聚合物材料中的分散性,改善了MCC与树脂基体的相容性;添加5 %（质量分数,下同）MCC的PLA/PBS/MCC复合材料,与同样添加量的PLA/PBS/nano-SiO2-MCC复合材料相比,其储能模量、冲击强度以及结晶度分别提高了13.04 %、11.70 %、71.92 %。     

苎麻纤维表面改性对聚乳酸结晶及拉伸性能的影响

采用偏光显微镜（PLM）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）等探究了苎麻纤维（RF）表面处理参数对模压聚乳酸（PLA）/RF复合材料结晶行为和拉伸性能的影响。结果表明,碱处理参数影响RF诱导PLA的结晶行为,碱处理时间为3 h时RF促进PLA结晶,降低冷结晶温度（T_c）,提高相对结晶度,增加横晶致密程度;碱处理时间为6 h时,RF对PLA结晶有阻碍作用。Mo方法量化分析PLA非等温结晶动力学研究结果表明,植物纤维表面形貌的变化不改变PLA的结晶机制。拉伸性能测试结果表明,碱处理时间为6 h时增强和增韧效果最佳,PLA/RF复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了19.6 %和23.9 %。