PLA/PBAT 共混体系相容性研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)共混物,研究了不同含量的钛酸四丁酯(TBT)、过氧化苯甲酰(BPO)和乙酰化柠檬酸三丁酯(ATBC)对PLA/PBAT共混物(PLA/PBAT质量比为50/50)相容性的影响,同时,利用万能力学试验机、差示扫描量热仪及扫描电子显微镜对共混物的力学性能、热性能以及微观形态进行了表征。结果表明,相容剂BPO和TBT均能改善PLA/PBAT的相容性;当BPO、ATBC添加量分别为0.5份(质量份,下同)时,共混物的拉伸强度达到最大值,分别为39MPa和38MPa,使得材料刚性增加,但对材料韧性改善效果一般;当TBT添加量为0.5份时,共混物的断裂伸长率达到最大值263%,使得材料韧性提高。     

聚乳酸／PBAT共混物的制备及其性能研究

用熔融挤出法制备了聚乳酸饼苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PLA／PBAT）共混物，研究了聚乳酸／PBAT共混物的力学性能、热性能以及相容性。结果表明：共混物的冲击强度及断裂伸长率随着PRAT含量的增加而增大，在PBAT含量为30％时，断裂伸长率最大，达到9％，PBAT的加入降低了共混物的拉伸、弯曲性能，但在添加量较少的情况下（如5％和10％），拉伸、弯曲性能下降不大。退火处理极大的提高了材料的维卡软化温度。当PBAT含量较高时，共混物的断面可以明显的观察到不相容的两相结构。     

己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物对聚乳酸的增韧改性

采用熔融共混法在同向旋转双螺杆挤出机上制备了不同配比的聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PLA/PBAT)共混物、PLA/PBAT/扩链剂(ADR)共混物和不同工艺条件时(不同螺杆转速、不同温度)的PLA/PBAT共混物;通过扫描电子显微镜考察了共混物的形态结构,并对其冲击性能进行了测试。结果表明,在PLA/PBAT配比为85/15时共混物呈现出韧性断面,同时冲击强度也明显增加,说明PBAT的加入大大改善了PLA的脆性;扩链剂ADR的加入,进一步改善了共混物的韧性,在ADR用量为0.6%时,冲击强度提高了320%;随着螺杆转速的增加,PLA/PBAT(85/15)共混物的韧性提高,在螺杆转速为80r/min时冲击强度达到最大值11.25kJ/m2。     

PLA/PBAT共混物的降解性能研究

通过双螺杆挤出机和吹膜机组制备不同比例的聚乳酸/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯（PLA/PBAT）共混物薄膜,测量共混物的热性能、力学性能,并观察其相形貌,计算共混物在堆肥条件下的生物降解率,研究共混物降解前后的结构、热力学行为和元素的变化。结果表明,PLA与PBAT是不相容体系,加入PBAT后PLA的韧性得到改善;PLA的生物降解率高于PBAT,共混物的生物降解率随着PBAT含量的增加而降低,且在降解初期,PLA的降解产物会促进PBAT的水解;PLA、PBAT及其共混物在堆肥降解前期只是大分子链水解为小分子链的过程,不发生分子链的结构变化;PLA及PBAT的降解会先发生在无定形区,共混物中PLA在无定形区的降解速度受到PBAT的影响而变慢,且共混物中PLA、PBAT的降解行为发生变化,无定形区与结晶区的降解同时发生;共混物在堆肥试验初期的降解以水解为主。     

PLA/PBAT/PEOX共混物的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇共聚酯(PBAT)/(2-乙基-2-恶唑啉)(PEOX)三元共混物,研究了增容剂PEOX对共混物的微观结构、拉伸性能、热力学性能以及流变性能的影响。结果表明:加入PEOX后,PLA基体与PBAT分散相的相界面性质和相容性得到显著改善;与PLA/PBAT二元共混物相比,加入0.5~3.0份PEOX后,共混体系的断裂伸长率得到进一步提高;加入少量PEOX就可以较大幅度提高PLA/PBAT共混物的熔体流动性能。差示扫描量热(DSC)分析结果表明,PBAT和PEOX的存在未对PLA基体的结晶-熔融行为产生明显影响。     

PLA/PBAT/PDEGA共混物的制备北大核心

以聚己二酸二甘酯(PDEGA)为增塑剂,通过双螺杆挤出机制备了聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸-丁二酯(PBAT)/PDEGA共混物,并研究了PLA/PBAT/PDEGA共混物的热性能、结晶行为、力学性能、冲击断面形态、阻隔性能、流变性能和熔体强度。结果表明:加入PDEGA和PBAT,提高了PLA的冷结晶能力,并改善了PLA的柔韧性;PLA/PBAT/PDEGA共混物对水蒸气的阻隔性能受PDEGA和PBAT影响不大;加入PDEGA和PBAT,增强了共混物的流动性。     

聚乙二醇二缩水甘油醚对PLA/PBAT共混材料相容性及性能的影响

以聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）为相容剂与聚乳酸（PLA）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）通过转矩流变仪进行熔融共混。通过傅里叶变换全反射红外光谱仪（ATR-FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）等探究了不同含量PEDGDE对PLA/PBAT共混体系断面微观形貌、热性能、力学强度等性能的影响。结果表明,与未加PEGDGE的PLA/PBAT的共混体系相比,加入3份PEGDGE时,材料的断裂伸长率可由14.6%增加至38.9%,是PLA/PBAT的2.7倍。加入PEGDGE后,PLA/PBAT共混体系冷结晶向低温移动,且加入5份PEGDGE时,结晶度有明显提升。     

PLA/PBAT/二唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二唑啉(BOZ)为增容剂,采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/BOZ共混物,研究该增容剂对共混体系的力学性能、微观形态、结晶性能的影响。结果表明:少量的增容剂能提高PLA和PBAT的界面粘合力,改善PLA/PBAT共混体系的力学性能。在不同的PBAT含量下,PLA/PBAT/BOZ的力学性能均高于PLA/PBAT。由TEM可以看出,BOZ的加入使PBAT的分散相尺寸明显减小,分散更均匀。DSC结果表明:BOZ的加入使共混物中PLA的结晶速率和结晶度下降。     

邻苯二甲酸二辛酯对PLA／EVA共混物性能的影响

研究了增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）对聚乳酸／乙烯-醋酸乙烯酯弹性体（PLA／EVA）共混物力学、热学和结晶性能的影响。结果表明：PLA／DOP（100／20）共混物的缺口冲击强度、无缺口冲击强度及断裂伸长率比纯PLA分别提高了183％、197％和667％，共混物中PLA的玻璃化转变温度和熔融温度分别降低21．0℃和18．3℃，结晶度提高42％；PLA／EVA／DOP（80／20／8）的缺口冲击强度、无缺口冲击强度及断裂伸长率比PLA／EVA（80／20）分别提高了47％、57％和148％，共混物中PLA的玻璃化转变温度和熔融温度分别降低90℃和11.5℃，结晶度提高11％；DOP的加入会使EVA粒子在PLA中的分散度和均一性更佳。     

聚乙二醇改性聚乳酸/乙酰柠檬酸三丁酯复合薄膜的结构及性能

以聚乳酸（PLA）为基材、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）为增塑剂、聚乙二醇（PEG）为增韧剂采用溶液共混法涂覆制备PLA复合薄膜。采用红外吸收光谱、热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜及拉伸测试表征PLA复合薄膜的结构和性能。结果表明,适量的PEG改性PLA/ATBC复合薄膜后,使其拉伸强度从29.52 MPa增加到33.40 MPa,断裂伸长率从262 %增加到292 %,薄膜的柔韧性得到增强;PEG的端羟基与PLA的羰基发生缔合反应形成氢键,提高了PLA/ATBC复合薄膜的热稳定性和结晶度;观察90 d后的薄膜表面SEM图像,发现PEG改性后的PLA/ATBC复合薄膜表面没有龟裂纹的产生,延长了其使用寿命;加入微量的爽滑剂乙撑双硬脂酰胺（EBS）改善了PLA复合薄膜的相容性和加工性能。     

柠檬酸酯增塑聚乳酸/淀粉复合材料的研究

聚乳酸(PLA)基料与玉米淀粉、引发剂双2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷(双2,5)、增容剂(MAH)、增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)通过熔融共混制备了增塑改性的聚乳酸/淀粉复合材料;考察了ATBC的加入对复合材料性能的影响。结果表明:增塑剂的加入可降低材料的玻璃化转变温度和冷结晶温度,但对顺丁烯二酸酐的增容效果有所削弱;在PLA/淀粉=70/30(质量比)时,增塑剂的加入量在7.5%～10%的范围内变化会导致力学性能的急剧转变。     

Poly(lactic acid) properties as a consequence of poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) blending and acetyl tributyl citrate plasticization

This study was aimed at the modulation of poly(lactic acid) (PLA) properties by the addition of both a low‐molecular‐weight plasticizer, acetyl tributyl citrate (ATBC), and a biodegradable aliphatic–aromatic copolyester, poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) (PBAT). PLA/PBAT, PLA/ATBC, and PLA/PBAT/ATBC mixtures with 10–35 wt % ATBC and/or PBAT were prepared in a discontinuous laboratory mixer, compression‐molded, and characterized by thermal, morphological, and mechanical tests to evaluate the effect of the concentration of either the plasticizer or copolyester on the final material flexibility. Materials with modulable properties, Young's modulus in the range 100–3000 MPa and elongation at break in the range 10–300%, were obtained. Moreover, thermal analysis showed a preferential solubilization of ATBC in the PBAT phase. Gas permeability tests were also performed to assess possible use in food packaging applications. The results are discussed with particular emphasis toward the effects of plasticization on physical blending in the determination of the phase morphology and final properties. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

茶粉/聚乳酸复合材料的增韧改性

为高值化利用茶产业剩余物资源,以茶粉（TD）为生物质填料,聚乳酸（PLA）为基体,以甘油（GL）、聚乙二醇400（PEG400）、环氧大豆油（ESO）和乙酰柠檬酸丁酯（ATBC）为增塑剂,制备了可降解TD/PLA增韧复合材料,并采用红外吸收光谱、热重分析、转矩流变仪、扫描电镜及力学性能测试等考察了增塑剂对TD/PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明：4种增塑剂都可改善TD/PLA复合材料的加工流变性,GL的添加不利于复合材料韧性,PEG、ATBC及ESO的添加提高了复合材料韧性,其中ESO增韧效果最佳,其添加制备的复合材料断裂伸长率及缺口冲击强度分别提高了154.23%和65.53%,GL增韧效果最差,ATBC增韧后复合材料力学强度和模量最高。FTIR分析表明,ATBC和ESO可与PLA发生一定相互作用,使C-O键红外吸收峰位增大,其增韧后复合材料吸水率下降。ESO添加提高了TD/PLA复合材料的维卡软化点和热稳定性。SEM图片显示,TD/PLA/ESO复合材料断面粗糙,ESO分散较均匀,与PLA部分相容,而TD/PLA/GL复合材料断面出现严重相分离结构。该研究结果可为进一步探索聚乳酸基茶塑复合材料制备及应用提供试验数据和理论参考。     

Morphological and rheological characterization of multi-walled carbon nanotube/PLA/PBAT blend nanocomposites

Biodegradable poly (lactic acid) (PLA)/poly (butyleneadipate-co-butyleneterephthalate) (PBAT)/multi-walled carbon nanotube (MWNT) polymer blend nanocomposites were prepared by using a laboratory-scale twin-screw extruder. Fractured surface morphology of the polymer blend/MWNT nanocomposites were examined via SEM. Furthermore, cross sectioned samples obtained using an ultramicrotome was observed via TEM. In addition, effects of both MWNT reinforcement and phase affinity of MWNT on thermal and rheological properties of the PLA/PBAT blends were investigated by TGA and rotational rheometer. Immiscible PLA/PBAT blend with MWNT nanocomposites showed two-step thermal degradation. The onset temperature of thermal degradation started in the PLA much earlier than in the PBAT. Nonetheless, based on TGA data, it was found that the MWNT enhanced thermal property of the PLA/PBAT blend/MWNT nanocomposites. Rheological properties revealed that both shear and complex viscosities showed unique shear thinning behavior due to selectively localized MWNT dispersion state.     

PPC/PBAT生物降解材料热性能和力学性能的研究

采用聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯(PBAT)对聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)进行共混改性,对共混物进行了性能分析,并对PPC纯料与纤维素进行受控堆肥条件下最终需氧生物分解和崩解能力测试。结果表明:相同时间内PPC的生物分解速率要低于纤维素的生物分解速率;120 d内纤维素最大生物分解率为90%,PPC最大生物分解率约为63%;当PBAT的加入量为20%时,PPC的玻璃化转变温度提高3.55℃,失重率5%、50%和90%时的温度分别最高提高3.61℃、42.73℃和70.21℃;当PBAT含量为40%时,共混片材的拉伸强度最高提高了236.4%。     

PBAT/PLA薄膜的制备及性能研究

将聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）共混制备成共混材料,探讨了不同PLA含量对材料性能的影响。结果表明,PBAT/PLA共混材料中,随着PLA含量的增加,拉伸强度先降低后升高,当PLA含量为90 %时,拉伸强度达到60.12 MPa,而其断裂伸长率从703 %降低至8 %,由韧性材料逐渐转变为脆性材料;PLA含量为30 %时,性能变化出现拐点;PLA含量为50 %时出现明显相分离,且PLA的加入可以加速PBAT材料的结晶,使结晶温度由38 ℃提高至82 ℃;PBAT/PLA共混材料在PLA含量低于70 %时,都可以实现较好的吹膜过程,且薄膜材料的拉伸强度为39.59 MPa,断裂伸长率不低于137 %。     

PLA/PBAT/OMMT纳米复合材料微观结构调控

利用环氧基化合物ADR在转矩流变仪中将PLA锚固到OMMT上，然后将所得PLA/OMMT/ADR体系与PBAT复配，制备（PLA/OMMT/ADR）/PBAT纳米复合材料。对不同体系的表面张力及相间的界面张力进行了测试，计算得到PLA和PBAT分别与OMMT间的浸润系数；借助TEM和SEM对相关体系的微观结构进行了观察和分析。结果表明，OMMT上锚固了PLA；随着ADR含量增加，浸润系数减小，使OMMT由倾向于分布在PLA与PBAT界面处逐渐转变为倾向于分布于PLA相的一侧；OMMT以剥离状态均匀分布于（PLA/OMMT/ADR）/PBAT体系中，这归因于ADR的加入改善了PLA与PBAT间的亲和性，促使OMMT向PLA与PBAT界面处及PBAT相中迁移；随着ADR用量的增加，PLA与PBAT相界面变得模糊，相容性改善。     

聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯合共混体系发泡行为研究

采用多环氧基团增容剂制备了聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PLA/PBAT)共混物,研究了增容剂含量对于PLA/PBAT共混体系的结晶和流变性能的影响。并采用高压釜发泡的方法进行PLA/PBAT共混物的间歇发泡,研究增容剂对发泡材料泡体结构的影响。结果表明,增容剂加入后会降低其绝对结晶度,以及显著改善PLA/PBAT共混体系的熔体弹性,提高其可发性;增容剂可以有效地改善共混体系的泡体结构,降低共混物发泡密度,提高其发泡倍率。