生物可降解PCL/PLA开孔发泡材料制备及吸油性能

以聚己内酯（PCL）为基体，添加不同含量聚乳酸（PLA）熔融共混制备具有不同分散相形态的PCL/PLA共混物，利用超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺制备不同发泡倍率和开孔率的PCL/PLA多孔材料用于吸油应用。针对边长3 mm正方体样品溶解度实验发现100 min后CO₂在PCL中已达到饱和吸附状态。PLA分散相含量的增加显著增大了PCL/PLA共混物泡孔密度，并使共混泡孔尺寸减小且分布更加均匀；发泡温度升高6℃，泡孔尺寸增大50%，发泡倍率增大38%，开孔率减小了20%。PCL/PLA开孔材料具有明显的亲油疏水性，发泡倍率越高，疏水性越好；针对花生油和硅油的吸油实验发现材料吸油率与发泡倍率和开孔率整体呈正比，实际吸油量高于理论计算值，10次循环吸油测试后样品吸油率仅降低8.5%，材料吸油量与油品特性黏度关系不大。     

聚乳酸/塑化聚乙烯醇合金开孔发泡行为研究

以聚乳酸(PLA)为基体,加入不同含量的塑化聚乙烯醇(CPVA),通过熔融共混法制备PLA/CPVA合金样品。以超临界CO₂为物理发泡剂,采用釜压发泡和粒子沥滤法成功制备出PLA/CPVA合金开孔泡沫。结果表明,随着CPVA含量的增加,PLA的结晶温度下降,结晶度先上升后下降,熔体黏弹性改善;随着CPVA含量的上升,PLA/CPVA合金开孔泡沫的发泡倍率先减小后逐渐增大,开孔率逐步提高;当CPVA含量为50%(质量分数,下同)时,PLA/CPVA合金开孔泡沫的发泡倍率为23.1倍,开孔率达到了91.6%。     

环氧基POSS对PLA/PBAT共混材料发泡行为的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯/聚倍半硅氧烷(PLA/PBAT/POSS)复合材料,并利用超临界二氧化碳(CO_2)固相发泡法对复合材料进行发泡,通过差示扫描量热仪、高级动态流变仪和扫描电子显微镜等对复合材料的结晶行为、流变行为和发泡行为进行了研究。结果表明,POSS粒子对基体树脂具有增塑效应,PLA的冷结晶温度降低,结晶度提高;复合体系的流变性能明显提高,其发泡材料的泡孔密度和发泡倍率均随着POSS粒子含量的增加而增大,当加入7份(质量份,下同)POSS时,发泡材料的泡孔密度提高至8.25×10~7个/cm~3,发泡倍率达到13倍;POSS粒子对PLA泡沫的泡孔形态具有显著的调控作用。     

EVM/PLA共混发泡材料泡孔结构和性能的研究

以乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)和聚乳酸(PLA)共混物为基体材料,经模压发泡制备了共混发泡材料。研究了EVM/PLA不同共混比、硫化剂(DCP)、发泡剂(AC)和白炭黑用量以及不同发泡时间对EVM/PLA共混物发泡材料泡孔结构和物理机械性能的影响。结果表明,随PLA组分的减少,白炭黑和DCP用量的增加,泡孔逐渐减小,均匀度增加,孔壁增厚,材料的密度、拉伸强度和拉断伸长率呈升高趋势,发泡倍率呈降低趋势。随发泡剂AC用量的增加,泡孔壁变薄,平均泡孔尺寸变化不大,材料的密度、拉伸强度和拉断伸长率呈降低趋势,发泡倍率增加。随硫化时间的延长,泡孔尺寸变小,孔壁增厚、发泡倍率逐渐下降,拉伸强度先增大后减少,拉断伸长率先下降后上升。     

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料,并利用超临界CO₂固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34 %提高至13.89 %;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5 %（质量分数,下同）的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10⁷ 个/cm³,发泡倍率达到2.25倍,当RM为3 %时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10⁷个/cm³提高到12.46×10⁷个/cm³,发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。     

PLA/TPU复合体系微孔发泡性能的研究

制备了PLA/TPU复合材料,以CO_2为发泡剂,利用间歇式超临界发泡技术研究PLA/TPU复合材料的微孔发泡性能,采用差示扫描量热法(DSC)和XRD研究PLA/TPU复合材料的结晶性能、热性能;用扫描电镜(SEM)研究复合材料的相容性以及发泡后的泡孔形态。结果表明:TPU对刚性材料PLA有一定的增韧效果;采用超临界CO_2发泡技术,TPU含量的增加会降低泡孔尺寸,玻璃化转变温度几乎不变,结晶温度增加,结晶度增大。     

PCL/PLA共混物微孔发泡行为研究

通过熔融共混制备了不同聚乳酸(PLA)含量的聚己内酯(PCL)/PLA共混物,研究了PLA含量对共混物相形态以及流变性能的影响,并通过超临界CO2发泡研究了相形态及黏弹性对泡孔结构的影响。结果表明,随着PLA含量的增加,分散相的尺寸和密度均有所增加,并且PLA的添加提高了共混物的黏弹性。在超临界CO2发泡过程中,异相成核点增加,泡孔密度提高,且熔体强度的提高有效抑制了发泡过程中泡孔的塌陷,泡孔形貌得到改善,并且对孔隙率和开孔率进行了分析,给出了开孔机理。     

高熔体弹性PLA/咖啡渣复合材料的发泡行为研究

通过熔融共混法制备二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸（PLA）/咖啡渣复合材料,利用超临界CO2对复合材料进行发泡,并对复合材料的流变性能、热性能、力学性能及发泡行为进行了研究。结果表明,MDI与PLA发生扩链反应,PLA/咖啡渣复合材料的熔体弹性、热性能和力学性能均显著提高;MDI能促进诱导冷结晶和熔融双峰形成,使复合材料的冷结晶度提高至24.68 %;加入MDI后,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率明显提高;在诱导冷结晶的温度下发泡,PLA/咖啡渣复合材料的泡孔密度和发泡倍率分别达到9.26×106 个/cm3和9.33倍。     

热塑性聚氨酯高压釜发泡工艺的研究

利用高压釜对热塑性聚氨酯(TPU)进行发泡,考察了发泡温度、泄压速率、熔体流动性对泡孔结构、发泡倍率的影响。结果表明,TPU在发泡温度185和195℃下,均可得到泡孔结构;泡孔平均直径随着泄压速率的增大而减小;两种发泡温度下的泡孔密度随着泄压速率的增大,具有不同的趋势;最大发泡倍率出现在发泡温度195℃、泄压速率1. 72 MPa/s的条件下。     

PET开孔泡沫的制备及其吸油性能研究

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）添加量、发泡温度和压力降对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）开孔泡沫形成的影响。研究发现,当发泡温度为216℃,PMDA添加量为0.6份,压力降较高时,可以制备发泡倍率35倍、开孔率96.3%的PET开孔泡沫。将聚四氟乙烯（PTFE）和有机改性蒙脱土（MMT）引入PET开孔泡沫的制备,研究发现PTFE和MMT具有异相成核作用,减小了泡孔尺寸,拓宽了PET开孔发泡窗口温度,在（222～228℃）较宽的发泡温度窗口范围内成功制备了泡孔尺寸更小（10～100μm）、发泡倍率高达40倍的PET开孔泡沫。开孔泡沫可吸收汽油、柴油、煤油、轻质原油和重质原油等各种石油产品,本文对高开孔率开孔泡沫的吸油性能进行了研究,其吸收能力约为8～30 g/g。     

超支化聚酰胺强化热塑性聚氨酯结晶及发泡性能的研究

在热塑性聚氨酯（TPU）中引入超支化聚酰胺HyPer,利用傅里叶红外光谱研究了HyPer对TPU分子间氢键的影响;同时采用旋转流变仪及差示扫描量热仪研究了HyPer对TPU的结晶及流变性能的影响规律。结果表明,HyPer可以与TPU中的氨基甲酸酯形成分子间氢键,显著提高了TPU中羰基峰的氢键化程度; 另外,HyPer的加入对TPU有显著的增塑作用,特性黏度降低,分子间活动能力增加,提高了TPU的结晶速率和结晶度;添加0.25 %（质量分数,下同）的HyPer降低了TPU的熔体黏弹性,有利于泡孔生长,发泡倍率提高30 %,而HyPer含量提高增强了 TPU的结晶度,结晶度的提高一方面可以促进泡孔成核,另一方面可以抑制泡孔生长,有利于泡孔密度的提高,泡孔尺寸的减小。     

石墨烯增强聚乳酸力学性能及其发泡行为研究

以熔融共混的方法制备了具有不同纳米填料含量的聚乳酸/石墨烯纳米片（PLA/GNP）复合材料,利用超临界CO₂（Sc?CO₂）辅助釜压发泡的方式,进而制备了PLA/GNP复合泡沫,采用扫描电子显微镜和旋转流变仪等对复合材料的微观形貌、力学性能、流变行为和发泡性能进行了表征,探讨了GNP对发泡行为的作用机理。结果表明,GNP在PLA基体中的分散情况较好,与纯PLA相比,GNP含量为3 %（质量分数,下同）的复合材料的强度与刚度提高了近20 %;随着GNP含量的逐渐提高,PLA分子链运动时受到的限制加大,对熔体黏弹性产生了明显的增强作用,有利于PLA发泡能力的提升;由于GNP的异相成核作用,获得的PLA/GNP复合泡沫具有30倍以上的发泡倍率,泡沫的压缩强度和模量分别提升了2.5和7倍。     

HGB/TPU复合泡沫材料的制备及泡孔结构研究

采用空心玻璃微珠（HGB）填充热塑性聚氨酯（TPU）,制备了HGB/TPU复合泡沫材料。研究了硅烷偶联剂KH550对HGB的表面处理,并借助SEM探讨了不同发泡方式、发泡剂含量、HGB含量对复合泡沫材料微观形态结构的影响。结果表明：经KH550处理的HGB与TPU基体界面结合良好;通过注塑发泡得到的泡沫材料发泡效果较好;当发泡剂含量为1%、HGB含量为2%时复合泡沫材料的泡孔分布均匀,尺寸较为均一。     

Bio‐plastics and elastomers from polylactic acid/thermoplastic polyurethane blends

Blends of two biocompatible polymers: thermoplastic polyester‐urethane (TPU) and polylactic acid (PLA) were studied. The effect of the blending ratio on blend morphology and properties was examined by running a series of blends from 10 to 80 wt % of PLA. Increasing TPU concentration in the blends lowered the glass transition and melting point of PLA indicating that the components were compatible and partially miscible. The blends with 10–40 wt % PLA are hard, reinforced elastomers, while those with 60–80 wt % PLA are tough plastics. Cocontinuous morphology was suggested in samples with 40 and 50 wt % PLA. Inversion points between 30 and 40 wt % PLA (from globular phase is dispersed in the matrix to a cocontinuous morphology) and between 50 and 60 wt % PLA (a transition from cocontinuous to TPU dispersed in the PLA matrix) were observed. Elastomers with higher PLA content and intermediate morphology displayed a combination of high tensile strength, hardness, relatively high elongation and modulus. New materials have potential applications in the medical field. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 41104.     

立构复合晶对聚乳酸发泡行为的影响

通过熔融共混法，将右旋聚乳（PDLA）引入到扩链聚乳酸（PLLA）体系中，研究了不同含量PDLA诱导形成的立构复合晶（Sc晶）对共混体系的流变行为和发泡行为的影响。在此基础上，引入聚四氟乙烯（PTFE），研究其对Sc晶形成的影响，以及引入PTFE后共混体系的流变行为和发泡行为。结果表明，PTFE含量为0.5 %时显著提高了Sc晶的含量；Sc晶的形成提高了熔体强度，促进了泡孔成核，有效改善了PLLA的发泡性能，形成了微纳复合泡孔。     

超临界CO_2微孔发泡制备聚乳酸/磷酸三钙多孔材料

利用超临界二氧化碳(sc-CO2)微孔发泡方法制备聚乳酸/磷酸钙(PLA/TCP)多孔材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察TCP颗粒分散和泡孔形态。结果表明,TCP质量分数为1 wt%和3 wt%时,微米级TCP颗粒均匀分布在PLA基体中,在发泡过程中起到异相成核的作用,减小泡孔尺寸同时增加泡孔密度。当TCP含量为5 wt%时,TCP颗粒出现团聚,异相成核作用减弱,泡孔密度下降。随着发泡温度升高,泡孔尺寸增大的同时泡孔壁变薄甚至破裂,发泡温度对泡孔密度影响不大。增加发泡压力,泡孔的数量急剧增加,同时泡孔的尺寸减少,泡孔壁变厚。     

Foaming behavior of polyamide 1212 elastomers/polyurethane composites with improved melt strength and interfacial compatibility via chain extension

Long carbon chain thermoplastic polyamide elastomer (TPAE) with PA1212 as hard segment and polytetrahydrofuran as soft segment was synthesized successfully. Subsequently, thermoplastic polyurethane (TPU) incorporated to compensate for the high cost of TPAE and improved the foaming performance, in which a chain extender (ADR) was applied to enhance melt strength and interfacial compatibility simultaneously. The effect of ADR content on the mechanical, thermal, rheological, and foaming properties of TPAE/TPU composites were investigated in detail. It was found that the composite foams showed a more perfect cell structure, high cell density, and increased expansion ratio because of the enhanced melt strength and interfacial compatibility, when ADR was incorporated. With the increase of ADR content, the cell size and expansion ratio of the composite foams with TPU content of 30% showed a trend of first increasing and the following decreasing. The cell size reached a maximum value when the content of ADR was 2%, which was 25.81 μm. Consequently, the obtained TPAE/TPU composite foams showed an outstanding compressive modulus and resilient performance to broaden its application in footwear industry.