PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的力学性能、热性能和流变性能研究

以聚乳酸(PLA)为基材,己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)为增韧剂,纳米SiO_2为增强剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/纳米SiO_2复合材料;研究了纳米SiO_2不同含量对复合材料力学性能、热性能和流变性能的影响。研究结果表明:随纳米SiO_2含量的增加,复合材料弯曲强度和拉伸强度均先增大后减小,其中,当纳米SiO_2质量为2份时,其力学性能最优,弯曲强度和拉伸强度分别提高了17.17%和14.67%;随纳米SiO_2含量的增加,复合材料初始分解温度和半寿温度分别升高5~8℃和8~10℃,玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm分别升高1~3℃和3~6℃,复合材料热稳定性提高;在3种不同温度(155,160,165℃)下,添加纳米SiO_2的复合材料剪切黏度比未添加纳米SiO_2的大,且二者剪切黏度之差随温度升高而减小,说明其分子间作用力随温度升高而减弱,复合材料可以在155~165℃下进行加工;复合材料为假塑性流体,且随温度升高流动指数n逐渐增大、稠度系数K逐渐减小,复合材料假塑性减弱,流动性改善。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

苯乙烯-马来酸酐共聚物对PLA/PBAT共混物的相形态及其性能的影响

聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)具有很好的延展性,但其强度较低,而聚乳酸(PLA)高模量可以解决PBAT的缺陷。以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)为增容剂,通过双螺杆挤出机制备了PLA/PBAT共混物,研究了不同含量的SMA对PLA/PBAT共混物的结晶性能、热性能、流变行为及拉伸性能的影响。结果表明：SMA能显著降低分散相PLA的粒径大小,在SMA含量为1.5wt%时变化最明显,PLA的粒径从1.75μm降低到0.60μm;SMA能促进PBAT的结晶,随着SMA含量增加,PBAT的结晶度呈现先增大后降低的趋势,当SMA含量为2wt%时,PBAT的结晶度达到最大为9.22%;通过Han曲线发现,在SMA含量较低时,共混物更接近均质物,随着SMA含量提高,共混物的弹性行为增强;SMA能够提高PLA/PBAT共混物的拉伸性能,随着SMA含量增加,拉伸强度与断裂伸长率都呈现先增大后减小的趋势,但总体高于未加SMA时的拉伸强度与断裂伸长率,SMA含量为1.5wt%时,拉伸强度相对于未添加SMA时,从18.1 MPa增加到21.8 MPa,提高了21%,断裂伸长率在SMA含量为1wt%时达...     

ATBC含量对PLA/PCL复合包装膜性能的影响

目的研究增容剂含量对PLA/PCL复合包装膜性能的影响。方法将不同含量的乙酰柠檬酸三丁脂(ATBC)加入到PLA和PCL树脂中,并搅拌均匀,而后熔融挤出,先造粒后吹膜制得ATBC/PLA/PCL共混膜。对制得的包装膜进行扫描电镜分析,观察其微观断面,并进行力学性能测试,以获得其断裂伸长率和拉伸强度,采用DSC测试分析其熔融结晶行为,并进行氧气透过性测试,以获得其阻隔性能。结果 ATBC对改善PLA与PCL的相容性具有积极作用,显著提高了复合膜的断裂伸长率,从6%提高到250%;随着ATBC含量的增加,复合膜的氧气透过性能先增大后降低,并对复合膜的玻璃化转变温度和熔融温度有影响。结论当ATBC的质量占树脂总质量的8%时,共混膜具有最佳的性能。     

木粉含量对木粉-淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

以杨木粉、玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,甘油为相容剂,利用熔融挤出法制备了木粉-淀粉/PLA复合材料。研究了木粉含量对复合材料界面相容性、热性能、力学性能、流变性能以及吸水率的影响。结果表明:随着木粉含量的增加,PLA与木粉之间的界面相容性下降,木粉-淀粉/PLA复合材料的热稳定性下降,储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加;随着木粉含量的增加,木粉-淀粉/PLA复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势,当木粉含量为18wt%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,最大值分别为40.65 MPa和60.91 MPa;随木粉含量的增加,复合材料的断裂伸长率由9.64%减小到5.97%,而吸水率由5.38%增大到13.43%。     

聚乳酸/聚己内酯复合发泡材料的制备及性能表征

选用聚己内酯(PCL)与聚乳酸(PLA)进行共混改性,经挤出、发泡制备出性能良好的PLA/PCL复合泡沫板材。经红外光谱分析、断口扫描电镜、力学性能测试及差示扫描量热分析分别探究了PCL含量对复合发泡材料发泡效果、力学性能及结晶性能的影响。结果表明,PCL的加入能有效改善复合发泡材料的发泡效果。当PCL含量为10%时,试样的综合性能最优,冲击强度、压缩强度分别达到了8.9kJ/m2,31MPa;平均泡孔直径则由未改性发泡体系的2.8mm降低至1.1mm;结晶度由12.68%上升到17.95%,得到了泡孔尺寸小,分布均匀,表面质量佳,综合力学性能优良的复合发泡材料。     

PLA/PCL共混膜的制备及性能研究

目的研究PCL含量对PLA/PCL共混包装膜性能的影响,以改善PLA的韧性。方法将不同质量比的PLA和PCL树脂均匀混合,而后熔融挤出吹膜制得PLA/PCL共混膜。对制得的共混膜进行力学性能测试,获得拉伸强度和断裂伸长率,再通过扫描电镜分析观察其微观断面,采用DSC测试分析其熔融结晶行为,通过氧气透过性能和透湿性能的测试获得其阻隔性能。结果通过扫描电镜与红外光谱发现,PLA与PCL为两相结构,界面不相容;力学性能显示当PCL的质量少于20%时,对PLA的增韧效果不明显;当PCL的质量为50%时,PLA的断裂伸长率从2.9%提高到290%;DSC结果发现,PCL的加入有助于降低PLA的玻璃化转变温度,提高结晶度;阻隔性能结果表明,随着PCL质量比的增大,共混膜的氧气透过系数和透湿系数下降,阻隔性得到提高。结论 PCL的加入能提高PLA的韧性,当PCL与PLA质量比为3∶7时,共混膜具有最佳的性能。     

PET4A改性PP/PLA复合材料的制备及性能研究

选用季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)接枝改性聚丙烯，再与聚乳酸(PLA)共混，基于两步法熔融共混工艺制备得到改性聚丙烯/PLA(m-PP/PLA)复合材料。考察了m-PP/PLA复合材料结晶行为、热学性能、力学性能、流变性能、微观形貌的影响因素。结果表明：含有接枝改性后的PP与PLA共混后能够明显地提高复合材料的相容性和结晶度，进而提高复合材料的力学性能。当PET4A添加质量为2%,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)质量含量为0.05%时，复合材料结晶度达42.0%,综合力学性能最佳，冲击强度和拉伸强度比纯PP/PLA分别提升了25.96%和27.25%。     

PBS增韧改性MWNTs/PLA导电3D 打印耗材的制备及性能

为解决多壁碳纳米管/聚乳酸(MWNTs/PLA)导电打印耗材变脆的问题,本文利用双螺杆熔融共混方法,制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)增韧改性的MWNTs/PLA复合材料。研究发现,PBS添加量对复合材料的性能有显著影响。随PBS含量增加,复合材料的电阻率升高,断裂伸长率和冲击强度明显提高,但拉伸强度、弯曲强度和硬度有所降低。当PBS含量为10%时,共混复合材料的综合性能最好,并根据最佳条件制成具有一定韧性的导电3D打印耗材,实际使用效果良好。     

异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混物的增容剂,通过熔融共混法制备了PBAT/PLA/IPDI共混粒子并吹制得到薄膜。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、拉伸试验、热重分析和水蒸气透过率测试等研究了不同含量IPDI对共混薄膜形态结构、结晶性能、力学性能、热性能和阻隔性能的影响。结果表明,IPDI的异氰酸酯基团能与PBAT和PLA发生化学反应,分散相尺寸变小,两相界面变得模糊,有效改善了共混物的相容性。随着IPDI含量的增加,共混物中PBAT的结晶度升高,薄膜的拉伸强度逐渐增大,水蒸气阻隔性能呈现先增大后减小的趋势。当IPDI质量分数为0.5%时,PBAT/PLA/IPDI薄膜的横纵向拉伸强度相较于纯PBAT/PLA薄膜分别提升了74.2%和28.6%,断裂伸长率维持在790%和244%,水蒸气透过率降低了38.2%,表现出良好的力学和水蒸气阻隔等综合性能。     

粉煤灰对PP/EPDM-g-MAH/Al(OH)_3阻燃复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了PP/EPDM-g-MAH/Al(OH)3/FA阻燃复合材料,并对其阻燃性能、力学性能、加工性能等进行了探讨。结果表明:粉煤灰(FA)能提高复合材料的阻燃性能、力学性能,且当FA的质量分数在25%时,复合材料的氧指数、拉伸强度、弹性模量、硬度分别达到最大,即28.4%、12.5MPa、291.5MPa和HA 78;冲击强度在FA质量分数为15%时达到最佳18.56kJ/m2。复合材料的流动性和挤出胀大现象随FA含量的增加均有所降低。     

口模拉伸制备高性能聚乳酸/聚己内酯复合材料

选用可降解的聚己内酯(PCL)改善聚乳酸(PLA)材料的韧性,并通过口模拉伸制备了同时增强增韧的高取向PLA/PCL复合材料;研究了不同PCL含量及口模拉伸引入的苛刻外场对共混物结构与性能的影响。扫描电镜分析结果表明,分散相PCL在强烈拉伸场的作用下,呈纤维状分布在PLA基体之中;两相界面接触面积增加,界面作用增强。力学性能测试结果表明,在提高PLA韧性的同时极大地增强了PLA复合材料的强度;拉伸后的样品强度远高于未拉伸的样品;当PCL质量分数为10%时,复合材料经口模拉伸之后其拉伸强度和模量达到了168.3 MPa和5488.4MPa,相比纯PLA分别提升了280%和249.4%;断裂伸长率达到了34%,提升了500%。     

改性椰纤维增强聚乳酸复合材料力学性能

目的添加适量椰纤维(CF)改善聚乳酸(PLA)的力学性能,以适应产品的包装。方法采用熔融共混法制备不同CF含量的CF/PLA复合材料。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察和动态热力学性能测试,探讨添加不同含量的碱洗CF对复合材料力学性能的影响。结果与纯PLA相比,复合材料的拉伸强度降低,冲击强度增大,储能模量增大,玻璃化转变温度降低。当碱洗CF质量分数为3%时,复合材料的冲击强度比纯PLA增加了24%。结论添加CF有利于提高复合材料的力学性能,碱液浸泡更有利于改善CF和PLA基体的界面相容性。     

ATBC对3D打印用PLA/PCL线材的制备与性能的影响研究

以乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为相容剂,通过熔融共混法制备了PLA(聚乳酸)/PCL(聚己内酯)/ATBC共混物,然后采用微型挤出机制备用于熔融沉积(FDM)3D打印的共混物线材,研究了ATBC用量对共混物线材的直径、表面粗糙度、极限拉应力以及共混物相容性的影响,以及ATBC用量对3D打印制品的吸水性与力学性能的影响。结果表明,随着ATBC含量的增加,共混物线材的直径、表面粗糙度、极限拉应力逐渐变小,相容性得到改善。打印制品的吸水率降低,拉伸强度降低,但冲击性能得到有效地改善;当ATBC用量为6%时,3D打印共混物的断裂伸长率可达94.6%,冲击强度可达10.5kJ/m~2。     

纳米纤维素/聚丁二酸丁二醇酯母粒改性聚乳酸的结晶与力学性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为增韧相,纳米纤维素(CNF)为增强相,采用不同的挤出温度,利用双螺杆挤出机熔融共混制备出一系列CNF/PBS母粒改性PLA复合材料。采用扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜和万能试验机以及悬臂梁冲击试验机对复合材料的结晶和力学性能进行测试。结果表明:CNF可以起到异相成核的作用,但含量过多易引起团聚;与纯PLA相比,当CNF/PBS复合母粒的添加量为20%时,低温挤出的复合材料的结晶度、冲击强度分别提高了10.66%和141.51%,拉伸强度仅下降14.86%;当CNF/PBS母粒的添加为20%时,低温挤出的PLA基复合材料的结晶度、拉伸强度和冲击强度分别较高温下挤出的复合材料提高了11.61%、3.82%和16.37%。     

亚磷酸三苯酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同含量亚磷酸三苯酯(TPPi)的亚磷酸三苯酯/聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,利用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、熔体流动速率、流变性能和力学性能测试对TPPi/PLA/PBS共混体系的结构、结晶性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明,TPPi主要作为酯化促进剂参与反应,共混体系的结构基本保持不变;TPPi的加入未改变共混物的结晶结构;当TPPi用量≤0.4phr时,TPPi的扩链作用使得PLA与PBS之间的相容性得到一定的改善;随着TPPi用量的增加,共混物的拉伸强度和冲击强度呈先增加后减小的趋势,当TPPi用量为0.4phr时,分别达到最大值63.7 MPa和4.56kJ/m2,较PLA/PBS共混物分别提高了24.4%和44.3%。     

亚磷酸三苯酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同含量亚磷酸三苯酯(TPPi)的亚磷酸三苯酯/聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物,利用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、熔体流动速率、流变性能和力学性能测试对TPPi/PLA/PBS共混体系的结构、结晶性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明,TPPi主要作为酯化促进剂参与反应,共混体系的结构基本保持不变;TPPi的加入未改变共混物的结晶结构;当TPPi用量≤0.4phr时,TPPi的扩链作用使得PLA与PBS之间的相容性得到一定的改善;随着TPPi用量的增加,共混物的拉伸强度和冲击强度呈先增加后减小的趋势,当TPPi用量为0.4phr时,分别达到最大值63.7 MPa和4.56kJ/m2,较PLA/PBS共混物分别提高了24.4%和44.3%。     

熔融挤出法制备EPDM增韧PP/Clay复合材料的研究

采用熔融挤出法制备了聚丙烯/粘土/三元乙丙橡胶(PP/Clay/EPDM)复合材料,讨论了EPDM含量对复合材料拉伸性能、冲击性能和耐热性等的影响。结果表明,随着EPDM含量的增加,复合材料的冲击强度先增大后减小,小含量时韧性明显提高,当EPDM质量含量为15%时,材料的冲击强度最佳,断面为韧性断裂;复合材料的热氧稳定性提高,而拉伸强度、耐热性略有下降。     

PLA/PBAT/PLA-g-MAH可生物降解复合材料的形态结构与性能分析

通过熔融共混法制备马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH)用于改善聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯共混物(PLA/PBAT)的相容性,并对复合材料的形态结构、力学性能和生物降解性能进行研究。SEM结果显示,添加增容剂PLA-g-MAH后,PLA/PBAT共混物两相间的界面明显变得模糊,说明PLA-g-MAH对共混物有一定的增容作用;增容剂PLA-g-MAH的加入,使复合材料的拉伸强度和弯曲强度相比于纯PLA略有下降,但其冲击强度有一定程度的提高,断裂伸长率有显著提高,比纯PLA的断裂伸长率提高了约17倍,表现出良好的力学性能;另外,PLA-g-MAH的加入提高了共混物的生物降解性能。