3D打印用聚乳酸/松木粉/纳米二氧化硅木塑复合材料性能研究

以化学改性松木粉(PWF)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,同时添加少量纳米二氧化硅(nano-SiO_2),通过熔融挤出制备了适用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的木塑复合材料,并对该木塑复合材料的力学性能和3D打印性能进行了研究。结果表明:添加nano-SiO_2可以显著提高木塑复合材料的力学性能,随着nanoSiO_2用量的增加,PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料的各项力学性能均呈现逐渐上升的趋势,且在nanoSiO_2用量为5%时达到最佳。PWF用量对PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料各项力学性能的影响呈现先上升后下降的趋势,且材料性能在PWF用量为15%时达到最佳,此时弯曲强度为101.6 MPa、弯曲模量为4 652 MPa、拉伸强度为92.81 MPa、拉伸模量为3 845 MPa、冲击强度为4.31 kJ/m~2,相对于PLA/PWF木塑复合材料均提高了50%以上。该PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料可应用于FDM型3D打印,具有良好的打印性能。     

改性油茶壳粉增强聚乳酸3D打印材料性能研究

以废弃油茶壳（COS）为原料,经过碱和硅烷偶联剂处理后,制得改性COS。将改性COS与聚乳酸（PLA）经熔融共混挤出、拉丝,制备适用于熔融沉积成型（FDM）的改性COS/聚乳酸（PLA）3D打印材料,对其力学性能、热学性能、打印性能等进行探讨。结果表明：采用碱和硅烷偶联剂改性COS,可以显著提高COS的初始热分解温度,也提高改性COS/PLA 3D打印材料的热稳定性。当改性COS的质量分数为3%,改性COS/PLA 3D打印材料的弯曲强度和拉伸强度最大分别为66.97 MPa和53.57 MPa,相比纯PLA分别提高15.19%和12.05%,而且聚合物的结晶度提高15.6%。通过FDM 3D打印技术成功制备了个性化艺术品,打印效果良好。     

MCC对PLA/PPC复合材料力学性能与热稳定性的影响

以微晶纤维素(MCC)作为改性剂,马来酸酐接枝聚乳酸(PLA g MAH)为界面相容剂,聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)为基体,通过熔融共混法制得PLA/PPC/MCC三元复合材料。采用控温拉伸、动态热分析、扫描电子显微镜以及热失重分析等方法研究了MCC对PLA/PPC的力学性能和热稳定性。结果表明,PLA/PPC/MCC三元复合材料的拉伸强度提高了12.7 %,玻璃化转变温度（Tg）提高了9.8 ℃;PLA g MAH的加入可以改善PLA/PPC/MCC三元复合材料的界面性质,从而提高力学性能和热稳定性;当PLA g MAH的添加量为5 %（质量分数,下同）时,三元复合材料在常温下的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了53.7 %、43.1 %和18.5 %;在60 ℃下三元复合材料的断裂强度提高了80 %;热降解温度以及最大失重温度与PLA/PPC相比分别提高了25.31 ℃和61.83 ℃。     

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 %。     

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%。     

抗氧剂1010对3D打印用聚乳酸氧化降解性能的影响

为研究抗氧剂1010（KY1010）对3D打印用聚乳酸（PLA）氧化降解性能的影响,以PLA和KY1010为原料,通过挤出成型工艺制得3D打印用PLA丝材,并采用FDM工艺制备复合材料,研究KY1010添加量对PLA丝材拉伸性能、动态热机械性能、氧化诱导期以及复合材料力学性能的影响。结果表明,KY1010可有效改善PLA的抗氧化性,随KY1010添加量的增加,PLA丝材拉伸强度和储能模量先增加后减少,氧化诱导时间和氧化诱导温度逐渐增加;复合材料拉伸强度和弹性模量先增加后减少,冲击强度和缺口冲击强度逐渐提高;当KY1010添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,PLA丝材的综合性能最好,PLA丝材的氧化诱导时间和氧化诱导温度分别提高了1 655.19 %和16.91 %,拉伸强度提高了15.35 %,储能模量最佳;复合材料的拉伸强度和弹性模量分别提高了26.04 %和33.23 %。     

马来酸酐/二乙烯基苯接枝聚乳酸对微晶纤维素/聚乳酸复合材料性能的影响

研究了马来酸酐(MAH)/二乙烯基苯(DVB)接枝聚乳酸(PLA-g-DVB/MAH)对微晶纤维素(MCC)/聚乳酸(PLA)复合材料性能的影响。首先采用熔融接枝法,将DVB作为MAH的共聚单体接枝到PLA分子链上制备PLA-g-DVB/MAH接枝聚合物,然后以PLA-g-DVB/MAH为相容剂,采用注射成型法制备MCC/PLA复合材料。利用FTIR对PLA-g-DVB/MAH进行表征,探究了PLA-g-DVB/MAH对MCC/PLA复合材料流变及力学性能的影响。结果表明,MAH成功接枝到PLA上,并得到接枝聚合物PLA-g-DVB/MAH;添加PLA-g-DVB/MAH后,MCC/PLA复合材料的储能模量、复数黏度、平衡扭矩以及剪切热都有明显升高;PLA-g-DVB/MAH的添加有利于改善MCC和PLA的界面相容性,进而提高了MCC/PLA复合材料的力学性能。     

马来酸酐/二乙烯基苯接枝聚乳酸对微晶纤维素/聚乳酸复合材料性能的影响

研究了马来酸酐(MAH)/二乙烯基苯(DVB)接枝聚乳酸(PLA-g-DVB/MAH)对微晶纤维素(MCC)/聚乳酸(PLA)复合材料性能的影响。首先采用熔融接枝法,将DVB作为MAH的共聚单体接枝到PLA分子链上制备PLA-g-DVB/MAH接枝聚合物,然后以PLA-g-DVB/MAH为相容剂,采用注射成型法制备MCC/PLA复合材料。利用FTIR对PLA-g-DVB/MAH进行表征,探究了PLA-g-DVB/MAH对MCC/PLA复合材料流变及力学性能的影响。结果表明,MAH成功接枝到PLA上,并得到接枝聚合物PLA-g-DVB/MAH;添加PLA-g-DVB/MAH后,MCC/PLA复合材料的储能模量、复数黏度、平衡扭矩以及剪切热都有明显升高;PLA-g-DVB/MAH的添加有利于改善MCC和PLA的界面相容性,进而提高了MCC/PLA复合材料的力学性能。     

微晶纤维素对阻燃聚乳酸复合材料力学性能、阻燃与热稳定性的影响

以经硅烷偶联剂(KH570)处理的微晶纤维素(MCC)为填料,三嗪系膨胀阻燃剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)的复配体系为阻燃剂(C-IFR),聚乳酸(PLA)为基体树脂,采用熔融共混方法制备阻燃MCC/PLA复合材料,研究了MCC对阻燃PLA复合材料的力学、阻燃性能、热稳定性的影响。力学试验结果显示,MCC加入使PLA和阻燃PLA均比纯基体树脂的拉伸强度、弯曲强度有所降低,对悬臂梁缺口冲击强度影响小。MCC在小添加量时可以提高PLA复合体系的极限氧指数,MCC与APP具有的协同效应降低了PLA的燃烧速率,提高了材料的成炭性能。热降解动力学表明,MCC增加了PLA和阻燃PLA材料的活化能,提高了PLA复合材料的热稳定性,同时MCC降低PLA的玻璃化转变温度。     

微晶纤维素/聚乳酸复合材料的性能研究

以微晶纤维素为填充剂,聚乳酸为基体,采用熔融共混法制备PLA/MCC生物降解复合材料。考察了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面处理的微晶纤维素对复合材料性能的影响。结果表明,PMMA包覆MCC增加了弯曲强度。表面改性处理提高了MCC的热稳定性,使其加工温度提高了。