高仿生鱼诱饵用生物基复合材料的制备及性能研究

以聚碳酸亚丙酯（PPC）、MDI、1,4-BDO等合成了热塑性聚氨酯（TPU），再与聚乳酸（PLA）经熔融共混法制备了TPU/PLA共混物。经FTIR、DSC、TG、力学实验和降解实验等测试表明：当PLA的含量为20%时，共混物的综合性能最优，其最大应力为15.6 MPa，应变为436%，硬度达到60 HA；其玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度分别为72.6℃、97.8℃及165.7℃，其最大热分解温度Tmax为518.3℃。高仿生鱼诱饵是以TPU/PLA共混物、可塑性淀粉、增塑剂和诱鱼成分等原料经熔融共混制成。该产品经检测，邵氏硬度为42 HA，拉伸强度为12.1 MPa，断裂伸长率为362%；经土壤掩埋三个月的质量损失率达到98.2%，达到了高仿生鱼诱饵的生物降解性要求，可以保护自然水体的生态环境。     

聚乳酸/聚己内酯型聚氨酯弹性体共混物形态与性能研究

采用性能优良的聚己内酯型聚氨酯弹性体(TPU)与聚乳酸(PLA)熔融共混,以增韧PLA。考察了共混物的力学性能、动态流变性能和相形态。结果表明:TPU显著改善了PLA的韧性,质量分数为30%的TPU可使共混物的断裂伸长率提高到602.5%,常温冲击测试无法将缺口冲击样条冲断;共混物的Cole-Cole曲线显示,随着TPU用量的增加,TPU在PLA中的分布均匀性降低,储能模量-频率曲线偏离典型末端行为;TPU在PLA基体中呈小球状分散,当其质量分数为30%时,TPU液滴间出现以"丝"状物相连接现象,揭示了共混物韧性提高的原因。     

聚乳酸/聚氨酯共混物的力学行为与形态研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列聚乳酸(PLA)/热塑性聚氨酯(TPU)共混物,通过万能试验机、悬臂梁冲击试验机和动态力学分析仪对PLA/TPU共混物进行力学性能测试,并对不同拉伸状态下的试样和冲击断面分别进行扫描电子显微镜观察。结果表明,随着TPU含量的增加,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度显著增大,且储能模量降低,损耗模量升高,其拉伸断面呈现出液滴态一粗纤态一细纤态的演变;当TPU含量达到40%(质量分数,下同)时,PLA/TPU共混物的断裂伸长率和冲击强度分别比纯PLA增加了300%和13.5倍。     

原位反应制备超韧PLA/PBAT共混物

以4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)为增容剂,通过熔融共混制备了不同MDI含量的聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/MDI共混物。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)及万能材料试验机,研究了MDI含量对PLA/PBAT/MDI共混物结构、相形态、流变性能、结晶行为、热稳定性能及力学性能的影响。结果表明:MDI的异氰酸酯官能团能与PLA和PBAT的端羟基反应,生成氨基甲酸酯并形成交联结构,有效改善了PLA与PBAT相的界面相容性。随着MDI含量的增加,PLA/PBAT/MDI共混物的结晶能力和热稳定性降低,交联程度增加,冲击强度逐渐增大,断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势。当MDI含量为1.25%时,冲击强度达到最大值28.02 kJ/m~2,是普通PLA/PBAT共混体系(8.39 kJ/m~2)的3.34倍;当MDI含量为0.50%时,断裂伸长率达到最大值33.82%,是普通PLA/PBAT共混体系(11.82%)的2.86倍。     

EVA熔体流动速率对PLA/EVA共混物性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸（PLA）/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）共混物,采用SEM、DSC、旋转流变仪等研究了VA质量分数为28%,熔体流动速率（MFR）不同的EVA对PLA/EVA共混物性能的影响。结果表明,EVA熔体流动速率越小,其在PLA基体中分散越均匀,EVA颗粒粒径也越小。共混物的结晶度随EVA熔体流动速率的增大而增大,但PLA的玻璃化转变温度（Tg）基本不受EVA的影响。PLA/EVA共混物的复数黏度和储能模量均随EVA的熔体流动速率的增高而减小。力学性能测试结果表明,当EVA的质量分数为15%时,PLA的断裂伸长率明显升高,冲击强度约是纯PLA的2倍。     

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。     

聚烯烃弹性体增韧聚乳酸的研究

摘要：通过熔融共混法制备聚乙烯辛烯共聚物/聚乳酸共混物(POE/PLA),采用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪 (DSC) 和万能材料试验机研究了共混物的结构、熔融和力学性能。XRD结果表明弹性体POE改变了促进了PLA的结晶,并生成了一种新的晶体结构;随着POE含量的增加,PLA开始出现冷结晶,但是PLA熔点变化不大,但是峰面积逐渐减小,并最终与高温的熔融重结晶峰融合在一起;拉伸实验结果证实：POE可以有效改善PLA的任韧性,但是材料的拉伸强度有所降低。     

环氧大豆油反应增容对PLA/TPU共混物性能的影响

以热塑性聚氨酯(TPU)为增韧剂、环氧大豆油(ESO)为反应型相容剂,采用熔融共混制备了PLA/TPU/ESO复合材料,研究了ESO的含量对复合材料性能的影响。利用傅里叶红外光谱分析(FTIR)、力学性能测试、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、动态力学性能分析(DMTA)、扫描电子显微镜(SEM)进行测试,结果表明,加入ESO后,PLA/TPU共混物的力学性能显著提升,其中,84PLA/10TPU/6ESO复合材料的综合性能最佳,与纯PLA相比,其断裂伸长率和冲击强度分别提升了32倍和8倍,拉伸强度下降了20%,但是,韧性较高,这是由于,ESO与PLA/TPU发生反应,形成PLA-g-TPU共聚物,充当PLA和TPU界面之间的桥梁,提高了PLA与TPU的相容性。     

用于FDM的PLA共混改性

采用酰胺成核剂(NT–C)和聚乙二醇(PEG2000)对聚乳酸(PLA)进行熔融共混改性,制备了用于3D打印的PLA/NT–C/PEG2000共混物,并在200℃的温度下通过熔融沉积成型(FDM)工艺制备了共混物FDM打印件。研究了NT–C的用量对PLA/NT–C打印件结晶性能的影响,并在此基础上研究了PEG2000用量对共混物流变性能、共混物打印件的结晶性能和力学性能的影响。差示扫描量热分析表明NT–C可在一定程度上提高PLA/NT–C打印件的结晶度,一定用量的PEG2000的添加进一步提高了共混物打印件的结晶性能,当NT–C和PEG2000的质量分数分别为2%和5%时,打印件的结晶度达到17.1%,相比PLA提高了12倍;流变性能测试表明PEG2000提高了共混物的熔体流动速率,降低了共混物储能模量和损耗模量对温度的依赖性,扩宽了PLA在FDM工艺中的成型温度;力学性能测试表明PEG2000显著提高了PLA/NT–C/PEG2000共混物的缺口冲击强度,降低了打印中断丝的几率,FDM打印件弯曲和拉伸强度相比于PLA也有显著提高,当NT–C和PEG2000的质量分数分别为2%和5%时,打印件的弯曲和拉伸强度分别达到了注塑件的80%和70%以上,扩宽了PLA在FDM中应用。     

PHBH/PLA共混物相容性研究

采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚(3羟基丁酸酯3羟基己酸酯) （PHBH)/聚乳酸（PLA）共混物。通过电子万能试验机、差示扫描量热仪、热重分析及扫描电子显微镜等测定共混物的力学性能、热性能和热稳定性并观察其微观结构,研究了PHBH与PLA间的相容性。结果表明,PHBH与PLA共混后,综合力学性能得到改善,与PHBH相比,PHBH/PLA（80/20）共混物的断裂伸长率提高了38 %,冲击强度提高了15.7 %;PHBH和PLA的玻璃化转变温度呈现出相互靠近的趋势,两者表现出一定程度的相容性。     

聚乳酸／醋酸淀粉共混物性能形态研究

采用双螺杆挤出机制备聚乳酸（PLA）／醋酸淀粉（AS）复合材料,研究不同螺杆结构和加工次数对复合材料流变-性能-形态的影响。测试结果表明：通过螺杆Ⅱ、二次挤出后的复合材料的力学性能最优,As含量为60％的复合材料拉伸强度达到27．91MPa。动态流变和SEM的结果表明采用螺杆Ⅱ可以提高PLA与As的共混效果。本文也考察了AS含量对复合材料的力学性能和动态流变性能的影响,结果表明当AS质量含量从45％提高到70％时,复合材料的拉伸强度从36．7MPa降低到16．4MPa;其复数黏度和储能模量则随着AS含量的增加而增加。     

Influence of the morphology and viscoelasticity on the thermomechanical properties of poly(lactic acid)/thermoplastic polyurethane blends compatibilized with ethylene-ester copolymer

Viscoelastic, interfacial properties, and morphological data were employed to predict the thermal and mechanical properties of compatibilized poly(lactic acid) (PLA)/thermoplastic polyurethane (TPU) blends. The combination of interfacial thickness measured by contact angle and entanglement density determined by dynamical mechanical analysis analyze data was employed to evaluate the mechanical behavior of PLA/TPU blends with and without ethylene-butyl acrylate-glycidyl methacrylate (EBG) compatibilization agent. The PLA/TPU blend (70/30 wt %) was prepared in a Haake internal mixer at 190 °C and compatibilized with different contents of EBG. The evaluation of the interfacial properties revealed an increase in the interfacial layer thickness of the PLA/TPU blend with EBG. The scanning electronic microscopy images showed a drastic reduction in the size of the dispersed phase by increasing the compatibilizer agent EBG content in the blend. The compatibilization of the PLA/TPU blends improved both the Izod impact strength and yield stress by 38 and 33%, respectively, in comparison with neat PLA/TPU blend. The addition of EBG into PLA/TPU blends significantly increased the entanglement density and the PLA toughening but resulted in a decrease of PLA deformation at break. The PLA and TPU glass transitions were affected by the EBG, suggesting that the PLA and TPU domains were partially miscible. © 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48926.     

PET/LLDPE-g-MA反应共混体系的研究

采用反应挤出工艺制备了PET/LLDPE-g-MA/MDI的共混合金,研究了该体系在力学性能、形貌形态和热性能的变化.结果表明:共混体系的冲击强度随着扩链剂MDI用量的增加而大幅提高,当扩链剂MDI的添加量为1.2份时,PET/LLDPE-g-MA/MDI共混合金的冲击强度达到26.9 kJ/m2,比未加入MDI时增加了144%.从电镜照片分析看出,该体系形态结构随着MDI用量的增加而逐渐形出了交联网络结构.DSC结果表明扩链和交联反应的发生抑制了PET的结晶.     

E-BA-GMA三嵌段共聚物对PLA/PBAT体系的增韧改性研究

研究了乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物(E-BA-GMA)作为增韧剂对聚乳酸(PLA)/对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)共混物的力学性能、流动性能、热性能和断面形貌的影响。结果表明:E-BA-GMA的环氧官能团与PBAT/PLA体系的端羧基和端羟基发生反应,使得PBAT与PLA的相容性得到改善,共混物的冲击性能得到了明显的提高;E-BA-GMA的加入导致结晶温度向低温方向偏移和结晶度下降。     

TPU增韧改性PBT的研究

分别采用醚型和酯型热塑性聚氨酯(TPU)对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行增韧改性，并对共混物的性能、形态结构及流变性能进行了研究。结果表明：醚型TPU对PBT有较好的增韧效果，共混物有明显的两相，PBT为连续相，TPU为分散相，当m(PBT)／m(TPU)=100／75时，拉伸屈服强度可达41．7MPa，缺口冲击强度326 J／m，是纯PBT的两倍，断裂伸长率330％；醚型TPU对PBT共混物的表观粘度有较大的影响，当m(PBT)／m(TPU)=100／50时．共混物表观粘度只有纯PBT的20％。     

不同分子量PCL增韧PLA的结构与性能

采用两种不同分子量的聚(ε-己内酯)(PCL)(粘均分子量60 000和3 000)与聚乳酸(PLA)在175℃下共混10 min制备PLA/PCL共混物。通过动态流变、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能等研究了PLA/PCL共混物的结构和性能。动态流变显示,在PCL低含量(质量分数小于15%)时,PCL与PLA是相容的,质量分数为15%时PCL与PLA表现出明显的相分离行为。SEM显示,随着PCL含量的增加,PCL相的尺寸变大;低分子量PCL(L-PCL)的相尺寸明显大于高分子量PCL(H-PCL),而且相形态不是规则的球状。随着PCL含量的增加,共混物的拉伸强度下降,而断裂伸长率增加。当H-PCL质量分数为8.3%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率为137.32%。当H-PCL质量分数为15%时,其断裂伸长率高达232.76%。在添加相同含量PCL时,PLA/H-PCL共混物的拉伸强度高于PLA/L-PCL;而PCL质量分数8%时,共混物的断裂伸长率相差不多,当PCL质量分数大于8%时,PLA/H-PCL共混物的断裂伸长率明显比PLA/L-PCL共混物的高。     

Morphologies and mechanical properties of polylactide/thermoplastic polyurethane elastomer blends

To explore a potential method for improving the toughness of a polylactide (PLA), we used a thermoplastic polyurethane (TPU) elastomer with a high strength and toughness and biocompatibility to prepare PLA/TPU blends suitable for a wide range of applications of PLA as general‐purpose plastics. The structure and properties of the PLA/TPU blends were studied in terms of the mechanical and morphological properties. The results indicate that an obvious yield and neck formation was observed for the PLA/TPU blends; this indicated the transition of PLA from brittle fracture to ductile fracture. The elongation at break and notched impact strength for the PLA/20 wt %TPU blend reached 350% and 25 KJ/m², respectively, without an obvious drop in the tensile strength. The blends were partially miscible systems because of the hydrogen bonding between the molecules of PLA and TPU. Spherical particles of TPU dispersed homogeneously in the PLA matrix, and the fracture surface presented much roughness. With increasing TPU content, the blends exhibited increasing tough failure. The J‐integral value of the PLA/TPU blend was much higher than that of the neat PLA; this indicated that the toughened blends had increasing crack initiation resistance and crack propagation resistance. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

偶联剂对PLA/PBAT/WF复合材料3D打印性能的影响

以聚乳酸（PLA）和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为基体，杨木粉（WF）为填充增强材料，使用混炼机熔融共混制备PLA/PBAT/WF复合材料，采用熔融沉积成型（FDM）技术制备标准实验试样，通过扫描电子显微镜、红外光谱分析、旋转流变测试以及力学试验等方法，研究不同含量的硅烷偶联剂KH550对PLA/PBAT共混物以及PLA/PBAT/WF的相容性、流变性及力学性能的影响。结果表明，在偶联剂用量为3 %（质量分数，下同）时，拉伸强度提高了136 %；偶联剂KH550与 PLA和PBAT共价键偶联生成接枝聚合物，二者相容性得到提高；同时偶联剂与WF表面羟基发生缩聚反应有效的改善了其与PLA/PBAT的基体相容性，PLA/PBAT/WF复合材料的FDM的制件力学性能得到较大提升；复合材料的黏度随偶联剂含量的增加呈下降的趋势，含量为3 %时线材的综合打印性能及制品质量最佳。     

MDI作为聚乳酸/木薯淀粉共混物交联剂的研究

用木薯淀粉作(Tapioca)为聚乳酸(PLA)的填充剂,以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为界面兼容剂,通过密炼机共混,用DSC测试热力学性质,以及SEM分析断面形态。当MDI含量为0.5%时共混PLA70Tapioca30的抗张强度由38.2MPa提高到61.0MPa。