成核剂TMC-300对聚乳酸非等温结晶动力学的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了成核剂TMC-300对聚乳酸(PLA)结晶行为的影响,并通过莫志深法和Kissinger法考察了PLA/TMC-300复合材料的非等温结晶动力学。结果表明:TMC-300对PLA具有异相成核作用,可以有效地促进PLA的结晶。     

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%。     

成核剂TMC-306对聚乳酸结晶及力学性能的影响

针对聚乳酸结晶速率慢和冲击强度低的问题,采用添加成核剂TMC-306与L-聚乳酸(PLLA)熔融共混,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等测试手段考察了成核剂TMC-306对PLLA结晶和性能的影响。结果表明,添加TMC-306的PLLA在降温过程中出现了明显的结晶峰;等温结晶分析表明TMC-306的加入缩短了PLLA结晶时间、结晶速率加快,且结晶速率随着温度的升高而加快。另外,PLLA的成核密度增加、球晶尺寸减小,但对PLLA晶型没有影响。同时,成核剂TMC-306的添加使得PLLA的拉伸强度和弯曲强度降低,而耐热性和缺口冲击强度得以改善,在TMC-306含量为0.4%时,PLLA的冲击强度提高了2.7倍。     

山西省化工研究院研发成功聚乳酸专用成核剂TMC-328

<正>日前,山西省化工研究院开发的聚乳酸(PLA)专用成核剂TMC-328获得成功,标志着该所在"生物基塑料配套助剂"研究领域取得重大突破。TMC-328属于     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

TMC-328与TMP-6复配调控聚乳酸结晶与性能

为了克服聚乳酸成核能力差。专用单一成核剂(TMC-328)改性价格昂贵且效果有限的不足,采用TMC-328/TMP-6来协同调控聚L-乳酸(PLLA)的结晶与性能,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线粉末衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)和力学性能测试手段系统研究了复合成核剂对PLLA结晶行为、晶体形态和力学性能方面的影响。结果表明,复合成核剂TMC-328/TMP-6显著提高了聚乳酸的结晶温度和结晶速率,成核效果优于传统的单一TMC-328成核剂,且不影响PLLA的结构和晶型。另外,适量的复合成核剂可以提高PLLA的韧性,在TMC-328含量为0.6%,TMP-6的含量为0.4%时,PLLA/TMC-328/TMP-6共混材料的缺口冲击强度达到了最大值4.33 kJ/m~2,较PLLA/TMC-328共混物和纯PLLA分别约提高了10.9%和1.3倍。     

成核剂对聚乙醇酸结晶行为的影响

改善聚乙醇酸(PGA)的结晶性能有利于拓宽其应用领域。采用差示扫描量热仪和偏光显微镜研究市售成核剂TMC-300对PGA非等温结晶和等温结晶行为的影响规律,并利用Avrami方程研究其等温结晶动力学。结果表明,TMC-300的加入能够提高PGA熔融结晶温度和结晶度,最佳质量分数为0.8%。在此添加量下,TMC-300能使PGA在195～205℃下的半结晶时间缩短、结晶速率提高,Avrami指数n变化不明显。结合晶体形貌,说明PGA在等温结晶过程中呈异相成核的三维球晶生长方式,TMC-300的加入不会改变其结晶的生长维数,但能明显减小晶体尺寸。     

成核剂TMC-200对聚乳酸结晶的影响

采用红外光谱分析、X光衍射分析(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)等手段考察了成核剂TMC-200对聚乳酸结晶性能的影响。结果表明,TMC-200是一种高效成核剂,可以在不改变聚乳酸结构的情况下有效提高聚乳酸的结晶速度。     

聚乳酸/环氧化聚丁二烯抗冲树脂结晶性能的研究

采用差示扫描量热仪(DSC)对聚乳酸/环氧化聚丁二烯抗冲聚乳酸树脂(PLA/PB(EPB))的结晶性能进行了考察,并与纯聚乳酸(PLA)的结晶行为进行了对比,研究了环氧化聚丁二烯(EPB)对PLA等温/非等温条件下结晶行为的影响规律。结果表明:聚丁二烯橡胶(PB)对PLA的结晶行为影响较小,而EPB对PLA的晶体完善程度影响较为明显。PLA和PLA/PB更倾向于在低温条件下结晶,而PLA/EPB20.9%和PLA/EPB46.5%更倾向于在高温条件下结晶。抗冲聚乳酸树脂的结晶速率高于纯PLA,并且随着EPB环氧化度的增大,抗冲聚乳酸树脂的结晶速率呈逐渐增大的趋势。     

苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物增容对聚乳酸/SBS共混物结晶行为的影响

研究了苯乙烯-丙烯酸甲酯无规共聚物(SMA)增容剂对聚乳酸(PLA)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)共混物的结晶行为的影响。通过熔融共混的方法制备了PLA/SBS (m_(PLA)∶m_(SBS)=95∶5)和PLA/SBS/SM A (m_(PLA)∶m_(SBS)∶m_(SM A)=95∶5∶3)共混物,使用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了SM A增容PLA/SBS共混物的形貌、非等温结晶行为、等温结晶行为和晶体形貌。结果表明,SBS的增塑效应和异相成核效应对PLA的非等温结晶和等温结晶行为有促进作用;而SMA的加入起到了降低SBS分散相尺寸的作用,同时阻碍了SBS对PLA结晶行为的促进作用。增容剂SMA阻碍SBS对PLA基体结晶行为促进作用的可能原因在于SMA在PLA和SBS界面处的阻隔作用导致两者接触面积减少,且SMA对PLA的结晶没有促进或抑制作用。     

PLA/PEG复合材料结晶行为研究

以聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(PEG)为原料,采用溶液共混法制备出不同分子量的PEG与PLA的复合材料,并通过偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)对PLA/PEG复合材料的结晶行为进行了研究。结果表明:纯PLA在实验条件下不能结晶,而PEG的加入促进了PLA结晶;PLA的结晶温度和结晶度随PEG分子量的增大而降低,熔点随PEG分子量的增大而提高;PEG的加入促使实验条件下不能结晶的PLA生成α型晶体,但PEG分子量的变化对PLA的晶型基本没有影响。     

成核剂TMC-300对聚乳酸结晶的影响

针对聚乳酸结晶速度慢、结晶度低的问题,通过添加聚乳酸成核剂TMC-300来改善其结晶性能。实验过程采用热重、红外、结晶速率测定仪以及X光衍射等手段考察了成核剂TMC-300对聚乳酸结晶的影响。成核剂TMC-300没有对聚乳酸的结构和晶型造成影响,但大大缩短了半晶时间。在0.8%的添加量下,半晶时间低至40 s。结果表明,TMC-300是一种有效的聚乳酸成核剂。     

PET/PLA共混物相容性和结晶性能的研究

研究了相容剂钛酸四丁酯[Ti(OBu)4]含量、聚乳酸(PLA)含量对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PLA共混物相容性的影响,探讨了共混物的熔融和结晶行为,并对其结晶形貌进行了观察。结果表明,Ti(OBu)4含量为PLA的4%(质量分数,下同)时,PET/PLA共混物的相容性良好,但当PLA含量超过30%时,共混物出现相分离;PLA的加入使PET的结晶峰变窄,结晶速率增加,且结晶峰温度向高温方向移动;PLA的加入使PET的晶粒尺寸大幅减小,晶粒数目大幅增加,结晶更加完善。     

BU成核剂对聚乳酸结晶行为的影响研究

研究了有机成核剂(TP)、蒙脱土(MMT)以及TP/MMT复合体系对聚乳酸(PLA)的成核作用。采用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)、X射线衍射(XRD)对PLA结晶行为进行表征分析。结果表明,在实验范围内,TP及MMT分别加入PLA基体中时,能有效地提高PLA的结晶度,结晶度较纯PLA提高了约9%;TP/MMT复合体系对PLA结晶行为的影响更显著,结晶度比纯PLA提高了13%左右,缩短结晶时间。TP、MMT及TP/MMT均不会改变PLA的晶型,但起到异相成核作用,促进PLA的结晶。     

聚己内酯对聚乳酸熔融结晶的影响

聚合物共混材料的结晶行为对材料性能有重要的影响,结晶行为是共混材料研究的主要问题。选用聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)共混材料,采用偏光显微镜和差示扫描量热仪,对PLA/PCL共混材料的结晶行为进行研究。通过等温结晶动力学,分析PCL对PLA在100和120℃时等温结晶的影响。结果表明,PCL相作为异相成核剂加入PLA相,使得PCL/PLA共混物中异相结晶成核效率提高,晶体直径减小,半结晶时间减小,提高PCL/PLA共混物的结晶能力。随着PCL相的占比增大,PCL/PLA(40/60)试样中出现"海-岛结构",异相成核效率增大,半结晶时间较小,结晶直径减小,结晶度减小。     

GMA对PBAT/PLA共混物结晶性能的影响

选用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)与聚乳酸(PLA)共混改性剂,采用转矩流变仪与差示扫描量热仪(DSC)研究GMA对PBAT/PLA共混物黏度及结晶性能的影响,并采用Jeziorny法对其进行结晶动力学分析。结果表明,在PBAT中加入PLA可以促进PBAT结晶,当PLA质量分数为10%时结晶速率最高;保持PBAT/PLA=8∶2不变,在PBAT/PLA共混物中加入GMA,GMA在共混物中起到增塑作用,使共混物黏度降低,加工性能提高,共混物中PLA玻璃化转变温度降低,PBAT结晶度提高,结晶速率下降。     

成核剂TMC-328及TMC-300对聚乳酸结晶性能的影响

通过考察市售的成核剂品种TMC-328与TMC-300对聚乳酸结晶的影响发现,这两种成核剂对聚乳酸结晶均有促进作用,对聚乳酸的抗冲击性也均有提高。     

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%。     

聚乳酸/四针状氧化锌晶须非等温冷结晶行为的研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/四针状氧化锌晶须(T-ZnOw).用差示扫描量热仪研究了PLA及PLA/T-ZnOw的非等温冷结晶行为;用Jeziorny法和Mo法对其非等温冷结晶动力学进行了分析研究,并计算了相关的结晶动力学参数.结果表明,Jeziorny法和Mo法均能很好地描述PLA及PLA/T-ZnOw的非等温冷结晶过程,且结果一致.Jeziorny法分析表明,初次结晶阶段PLA及PLA/T-ZnOw的Avrami指数n1值范围分别为4.22～5.43和3.11～4.80,而二次结晶阶段的Avrami指数n2值范围分别为3.10～4.66和2.69～5.57,说明T-ZnOw的加入改变了PLA的成核和晶体生长规律.Mo法分析表明,在相同的X(t)下,PLA/T-ZnOw的F(T)值整体大于PLA,T-ZnOw的加入降低了PLA的结晶速率.偏光显微镜观察结果显示,随着T-ZnOw的加入,PLA球晶尺寸减小,数目增多,T-ZnOw促进了PLA的成核.     

癸二酸二苯甲酰肼对PLA等温结晶行为及拉伸性影响

采用熔融共混法制备聚乳酸/癸二酸二苯甲酰肼(PLA/SBH)共混物。通过差示扫描量热(DSC)分析研究成核剂SBH添加量以及等温温度对PLA熔体等温结晶行为的影响。由结晶动力学分析可知,随着SBH添加量增大,PLA半结晶时间大幅缩短,结晶速率显著加快。加入SBH后,Avrami指数在2.51~3.14之间,PLA熔体结晶以异相成核为主,晶体生长为三维生长。对于PLA急冷模压样条,结晶度仅为2.9%。而加入1.0份SBH后,PLA熔体在134℃下经过3 min等温结晶处理后,所得PLA/SBH(100/1.0)模压样条结晶度达到42.0%。相对于急冷PLA样条,经过热处理的PLA/SBH(100/1.0)样条的维卡软化点由64.3℃大幅提升至160.6℃,而拉伸强度也有所增大。