环氧/异氰酸酯扩链增容PBAT/PLA复合材料的机理研究进展

概述了国内外近年来采用环氧类、异氰酸酯类扩链剂增容聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混体系的增容机理。环氧基团可与PBAT、PLA的端—OH和—COOH发生反应，形成PBAT-g-PLA共聚物，反应过程包含酯化、大分子链断裂、扩链、支化、环氧基团开环、羟基形成等一系列复杂反应。带有两个以上环氧基团的增容剂添加量过多时，增容剂成为交联点，发生交联反应。异氰酸酯类增容剂分子上异氰酸酯基团可与PBAT、PLA的端羟基反应生成氨基甲酸酯键，与端羧基反应形成酰胺键。异氰酸酯类增容剂通过化学键将PBAT和PLA连接起来，显著地提高相容性。还对环氧类、异氰酸酯类扩链剂增容PBAT/PLA共混体系做出总结和展望。     

环氧类扩链剂的合成及对回收PET的扩链效果EI北大核心

采用悬浮聚合方法合成了环氧类扩链剂苯乙烯-EMC的共聚物SMC,并对其进行红外分析表征。SMC中含有活性环氧基团,可与回收PET链端的羧基反应,将其用于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的反应共混,能够大大提高回收PET的分子量,特性黏度从0.448 dL/g提高至0.57 dL/g,羧基含量减少至很低,扩链效果显著。DSC分析扩链后的PET其固有性能保持不变。这种共聚物可作为PET的扩链剂使用。     

环氧类扩链剂的合成及对回收PET的扩链效果

采用悬浮聚合方法合成了环氧类扩链剂苯乙烯-EMC的共聚物SMC,并对其进行红外分析表征。SMC中含有活性环氧基团,可与回收PET链端的羧基反应,将其用于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的反应共混,能够大大提高回收PET的分子量,特性黏度从0.448 dL/g提高至0.57 dL/g,羧基含量减少至很低,扩链效果显著。DSC分析扩链后的PET其固有性能保持不变。这种共聚物可作为PET的扩链剂使用。     

以二异氰酸酯为增容剂的聚甲基乙撑碳酸酯/聚乳酸共混材料的制备与性能

在聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/聚乳酸(PLA)共混体系中加入2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为增容剂,通过熔融共混的方法使TDI与PFC及PLA的端羟基反应形成扩链产物,制备了一系列共混物.共混物的DSC曲线及扫描电镜图表明,形成的扩链产物使该二元共混体系相容性得到明显改善,共混材料的力学性能和热性能都得到显著提高....     

长支链化聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯的流变特性与发泡性能

为提高熔体强度,以均苯四甲酸酐(PMDA)、异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为扩链剂,对聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系进行长支链化改性,通过挤出发泡制备PLA/PBS发泡材料。采用转矩流变仪、旋转流变仪、扫描电镜研究了扩链剂用量对PLA/PBS体系流变性能和发泡性能的影响。结果表明,扩链剂PMDA和TGIC联合使用能有效对PLA/PBS体系进行长支链化改性,得到具有一定长支链结构的体系,提高了其熔体强度、弹性和拉伸黏度,改善了PLA/PBS体系的发泡性能。当扩链剂质量分数为0.8%时,发泡材料的泡孔密度达到4.96×107cm-3,平均孔径为60μm,泡孔规整且分布均匀。     

扩链剂在再生PC中的应用研究

采用Haake转矩流变仪、TGA、DSC等方法研究两种不同类型扩链剂对再生PC的扩链效果.实验结果表明,恶唑啉型扩链剂对再生PC的熔融粘度、耐热性能、Tg和冲击韧性提高较明显,而环氧型扩链剂对拉伸强度提高较明显.     

乙酰柠檬酸三正丁酯增塑改性淀粉/聚乳酸共混材料的结构与性能

以乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)作为增塑剂,采用熔融共混法制备了淀粉/聚乳酸(PLA)共混材料。采用红外吸收光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重分析及力学性能测试方法研究了ATBC对淀粉/PLA共混材料结构和性能的影响。结果表明,ATBC能与PLA和淀粉分子发生强相互作用,破坏淀粉/PLA共混物中原有的氢键,降低淀粉/PLA共混物的结晶度;在淀粉/PLA共混物中加入ATBC可提高PLA与淀粉的界面结合力,改善其相容性,进而改变淀粉/PLA共混材料的结构与性能。ATBC不影响共混材料的热稳定性,但能降低淀粉/PLA共混物的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm),改善加工性能;ATBC能显著提高淀粉/PLA共混材料的柔韧性,含20%ATBC的淀粉/PLA共混材料的断裂伸长率可达到365%。     

苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物支化改性聚乳酸的结构与性能

以一种苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物(Joncryl○RADR-4370S)为扩链剂,通过熔融挤出支化改性聚乳酸(PLA),制备了高支化聚乳酸材料,并通过转矩流变仪及毛细管流变仪、GPC、DMA、万能拉伸试验机等研究了不同扩链剂用量对支化改性聚乳酸流变性能、重均相对分子质量及其分布、链结构、动态力学性能和力学性能的影响。结果表明,随着扩链剂含量的增加,支化聚乳酸的平衡扭矩、熔体黏度、重均相对分子质量及其分布(PDI)、拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度先增大后减少,储能模量增大,在四氢呋喃溶剂中的链构象由棒状向线团状、球状演变。扩链剂用量为1.5 phr时,支化聚乳酸的平衡扭矩、重均相对分子质量、拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度均达到最大值,分别为15.80 N·m,1.96×105,89.6 MPa,7.5%和35.0 k J/m2;扩链剂用量为0.9 phr时,支化聚乳酸的相对分子质量分布最宽,为2.04。     

不同后扩链剂对无溶剂型高固含水基聚氨酯的影响

分别以水、乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、二乙烯三胺(DETA)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)和聚醚胺(D-230)为后扩链剂，制备一系列无溶剂高固含水基聚氨酯，研究不同后扩链剂对水基聚氨酯的乳液性能(乳液稳定性、粒径大小、乳液黏度)、成膜性能(耐水耐溶剂性、力学性能、热稳定性、玻璃化转变温度)及应用性能(常温耐折牢度、热粘性、耐温性)的影响。结果表明，在较高R值(—NCO/—OH摩尔比)条件下，采用后扩链法可制备无溶剂、高固含水基聚氨酯，其热力学性能满足应用需求。其中，含环状结构的后扩链剂如IPDA可提高聚氨酯力学性能和耐温性；含交联功能的后扩链剂如DETA与KH602可提高聚氨酯耐水耐溶剂性及涂层抗热粘性和耐温性；而含柔性链的后扩链剂如D-230所制备的聚氨酯具有非常低的模量，适合制备非常柔软的聚氨酯。     

纳米无溶剂环氧防锈漆的制备及性能

为了改善无溶剂环氧涂料的低温施工性及涂膜的耐磨性、柔韧性和耐蚀性,通过对主要组分材料的分析筛选,并采用在涂料A组分中配以复合防锈颜料并加入3%纳米氧化铝、B组分中加入10%二胺扩链剂的方法,制备了一种新型的纳米无溶剂环氧防锈漆;并对涂料低温施工性以及涂膜耐磨性、柔韧性、耐蚀性等性能进行测试评价。结果表明:在无溶剂环氧涂料体系中采用复合防锈颜料并引入纳米氧化铝及二胺扩链剂,涂料低温施工性改善,涂膜耐磨性、柔韧性及耐蚀性提高。     

Polylactide (PLA)-clay nanocomposites prepared by melt compounding in the presence of a chain extender

Polylactide-layered silicate nanocomposites with and without a chain extender were prepared by melt mixing using a twin-screw extruder. An organo-modified clay, Cloisite® 30B, and a chain extender Joncryl®-ADR 4368F were employed in this study. The effect of the chain extender and processing conditions on the properties of the PLA-clay nanocomposites were investigated for different strategies of mixing. The resulting nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), while their morphology was observed by SEM and TEM. The incorporation of the chain extender could enhance the degree of clay dispersion provided that it is judiciously added to the nanocomposite. The corresponding results revealed that the Joncryl-based nanocomposites, where nanoclay platelets were well-dispersed, exhibited a significantly reduced permeability as compared to others. The mechanical properties of the neat PLA, the PLA and Joncryl-based nanocomposites were also examined. The increased molecular weight in Joncryl-based nanocomposites caused a significant increase in the modulus, drawability and toughness of the samples.     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

生物降解聚甲基乙撑碳酸酯/聚乳酸共混复合材料的制备与性能

利用熔融共混制备了可以完全生物降解的聚甲基乙撑碳酸酯/聚乳酸共混复合材料(PPC/PLA),通过万能试验机、差示扫描量热分析仪(DSC)、热重分析仪(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)分别研究了复合材料的力学性能、相容性、结晶性、热稳定性及微观形态。结果表明,PLA的引入提高了复合材料的拉伸强度和热稳定性,复合材料是相容性较好的两相体系,二组分的比例对复合材料的熔点和结晶度有一定的影响。     

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。     

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。     

淀粉接枝共聚物在淀粉/聚乳酸共混体系中的作用

研究了淀粉／聚乳酸共混体系的相容性，考察了淀粉－聚醋酸乙烯酯和淀粉－聚乳酸接枝共聚物对淀粉／聚乳酸共混体系相容性的影响。发现上述两种接枝共聚物均可有效地增加淀粉与聚乳酸的相容性，从而提高共混体系的耐水性的力学性能。     

可全生物降解PLA/PBAT/PHBV共混材料的结构与性能

为了得到刚性与韧性平衡的聚乳酸（PLA）基可生物降解共混材料,通过熔融共混挤出法制备了不同质量比的PLA/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物（PBAT）/聚（3-羟基丁酸-co-羟基戊酸共聚酯（PHBV）可全生物降解共混材料,采用SEM、TG、DSC、毛细管流变仪和万能材料试验机对PLA/PBAT/PHBV共混材料的形态结构、热性能、流变性能和力学性能进行了研究。结果表明:PLA/PBAT/PHBV共混材料的热失重起始分解温度相对纯PHBV提高了45 ℃,热稳定性提高;共混体系中各组分的玻璃化转变温度与单一体系相比几乎无变化,PLA/PBAT/PHBV共混体系为完全不相容体系,同时PBAT和PHBV的加入阻碍了PLA的冷结晶;PLA/PBAT/PHBV 共混体系的共混形态呈“海-岛”分布,PBAT和PHBV均匀地分散于PLA基体中,相界面分明;随着PBAT含量增加,PLA/PBAT/PHBV共混材料熔体的流动性增加,温度变化对黏度的影响变大;PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料可在保留纯PLA 60%拉伸应力的同时,拉伸应变提高到纯PLA的2.6倍,韧性得到改善。所得结论表明PLA/PBAT/PHBV质量比为70/20/10的共混材料的综合力学性能较纯PLA好。      

Experimental and theoretical analyses of mechanical properties of PP/PLA/clay nanocomposites

Compatibilized and non-compatibilized blends of polypropylene (PP) and poly(lactic acid) (PLA) with various compositions containing nanoclay particles were prepared by one step melt compounding in a twin screw extruder. Two nanocomposite systems with different matrices i.e. PP-rich (75/25 composition) containing Cloisite 15A and PLA-rich (25/75 composition) containing Cloisite 30B were selected for investigation of effect of nanoclays and n-butyl acrylate glycidyl methacrylate ethylene terpolymers (PTW) as compatibilizer on mechanical properties of PP/PLA/clay nanocomposites. Tensile and impact properties of the nanocomposite systems were investigated and correlated with their microstructures. Tensile modulus and strength of the blends were increased while elongation at break decreased by increasing PLA content. There was an irregular relationship between impact strength of the blends and PLA content. Several proposed models for blends and nanocomposites were used for prediction of tensile modulus of the samples. Most of the proposed models for blends could predict the tensile modulus of the blends successfully at low content of PLA. Another notable point was that most of the micromechanical models for nanocomposites fitted well to experimental values at low content of the clays and showed deviations at high clay loadings.     

生物降解聚酯PLA/PBSA共混体系的制备与结构性能

采用熔融共混法制备了PLA/PBSA共混材料;采用DSC,TG,DMA和拉伸力学试验研究了该共混体系的热性能和力学行为;采用土壤悬浊拟环境降解实验法研究了共混材料的生物降解性;同时对该体系的生物降解机理及影响因素进行了初步探讨。结果表明,PLA/PBSA为非均相结晶/结晶高分子共混体系;PLA含量增加,有利于提高材料的模量和拉伸强度;增加PBSA的含量,可以提高PLA/PBSA共混体系的环境生物降解性。PLA/PBSA是力学性能和降解性能互补的生物降解材料。