环氧化大豆油增韧PBAT/竹粉复合材料的制备与性能影响

利用双螺杆挤出机，使用熔融共混法，制备聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯/竹粉(PBAT/BF)复合材料，利用环氧化大豆油(ESO)中环氧基团与PBAT/BF中羟基的化学反应，对复合材料进行增韧。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、电子万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)对PBAT/BF复合材料进行测试。结果表明：ESO的加入使PBAT/BF的韧性及断裂伸长率均有提升，但拉伸强度有所下降，同时两相分散效果也进一步改善。当ESO添加量为20%，复合材料的韧性最佳，与增韧前相比，冲击强度从12.06 kJ/m²提高至19.56 kJ/m²，增加62.19%；断裂伸长率由25.63%增至348.99%。当ESO添加量为20%,ESO的环氧基团与BF表面羟基等极性基团作用，能够有效改善BF和PBAT之间的相容性，使PBAT/BF断面的微观结构平整、均匀，改善BF在聚合物中的分散效果。当ESO添加量为20%,PBAT/BF的吸水率达到最大值为0.825%，较未添加ESO提高15.06%。     

复合偶联剂改性碳酸钙对PBAT性能的影响

以聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)为基材,以改性碳酸钙(CaCO₃)为填料,采用熔融共混吹膜方式制备PBAT/改性CaCO₃复合材料,研究改性CaCO₃对PBAT薄膜性能的影响。结果表明：改性CaCO₃的加入提高复合材料的结晶温度、熔融温度以及结晶度。采用2%硅烷偶联剂和2%硬脂酸复配改性CaCO₃,PBAT/改性CaCO₃复合材料(M-4)结晶度最高且力学性能优异,横纵向拉伸强度分别为26.51 MPa和36.07 MPa;横纵向断裂伸长率分别为839.33%和462.44%;横纵向直角撕裂负荷分别为2.10和3.07;横纵向直角撕裂强度分别为101.40和136.01。2%铝酸酯和2%硬脂酸复配改性的CaCO₃提升复合材料的水蒸气阻隔性能,复合材料的水蒸气透过率较纯PBAT降低40.09%,水蒸气透过系数降低47.54%。加入改性CaCO₃,复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度均有所提高。     

改性植物纤维增强PBAT复合材料的性能研究

通过乙酰化改性纤维素(ACN)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT),制备PBAT/ACN复合材料,并探究复合材料的力学性能、热稳定性和生物降解性能。结果表明:PBAT/ACN(10%)的拉伸强度为30.4 MPa,冲击强度与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/纳米纤维素晶体(PBAT/CN)相比提高37.2%,弯曲模量为1 132 MPa。ACN的加入量为10%显著提高复合材料的各项力学性能。当温度为800℃,PBAT的残炭率最少(2.9%),而PBAT/ACN(10%)复合材料的残炭率最多(5.7%),说明ACN的添加有效增强PBAT的热稳定性。同时,PBAT/ACN(10%)复合材料在土壤微生物环境150 d后失重率达到21.3%,生物降解性能明显改善。     

PGA/PBAT复合材料的性能及应用研究

采用熔融共混法制备了一系列不同组分含量的聚乙醇酸（PGA）/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）复合材料，对复合材料的耐热性能、力学性能和水气阻隔性能进行了表征。结果表明，当PGA含量为80 %（质量分数，下同）时，注塑样条的拉伸强度为68.80 MPa、断裂伸长率为72.15 %、冲击强度为16.00 kJ/m²、负荷变形温度为120 °C，表明该复合材料可用于制备一次性餐具；当PGA含量为20 %时，吹塑薄膜的纵横向拉伸强度均在25 MPa以上，纵横向断裂伸长率均在600 %以上，表明该复合材料可用于生产膜袋产品；此外，随着PGA含量的增加，PGA/PBAT材料的水气阻隔性能也逐渐增加，其中含20 %PGA的PGA/PBAT复合膜的水蒸气透过率为纯PBAT薄膜的1/7。     

废旧聚甲醛/改性竹纤维复合材料的力学性能研究

采用碱(NaOH)、硅烷偶联剂(KH560)、异氰酸酯(IPDI)等不同处理方法对废旧聚甲醛/竹纤维（POM/BF）复合材料的界面进行调控,研究了竹纤维改性方法和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,NaOH+IPDI和NaOH+KH560能够实现对复合材料界面的调控,利用NaOH+2 %IPDI对BF进行处理后,POM/BF复合材料［BF为20 %（质量分数,下同）］的弯曲强度增加了13.38 %,拉伸强度为50.36 MPa;利用NaOH+5 %KH560对BF进行调控处理后,POM/BF复合材料的弯曲强度增加了12.61 %,拉伸强度为46.87 MPa;NaOH+2 %IPDI对BF的处理具有更好的效果,BF含量为20 %时复合材料的力学性能最佳。     

一种可降解PBAT复合材料相容剂的合成及应用

以扩链剂ADR4370S 和硅烷偶联剂KH550为原料，合成了一种含硅相容剂（K-ADR）并应用于滑石增强PBAT基复合材料中。采用FTIR、1HNMR、TGA对K-ADR的结构进行了表征，通过转矩流变仪制备PBAT/K-ADR/滑石体系复合材料，并对复合材料的流变性能、力学性能、冲击断面微观形貌和元素分布进行了表征。结果表明，当相容剂K-ADR添加质量是体系质量的6‰时，PBAT/K-ADR/滑石复合材料拉伸强度、冲击强度和弯曲模量分别为19.11MPa、67.68KJ/m2和378.36MPa，相比于纯PBAT样品分别提高了5.3%、110.7%和346.7%。复合薄膜的水蒸气透过率系数（WVP）为5.70×10-12g·cm/cm2·s，氧气透过率系数（OP）为3.17×10-13cm3·cm/(cm2·s·Pa)，分别降低为纯PBAT样品的2.1％和1.0％。     

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。     

负离子释放型PBAT功能复合材料的研究

以生物可降解塑料聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为连续相基体、电气石粉为分散相,用改性剂山梨醇酐单硬脂酸酯对电气石粉进行表面有机改性,采用湿法熔融共混法制备了PBAT/电气石粉复合材料,探讨了不同工艺条件下改性电气石粉在PBAT中的分散效果,并对PBAT/电气石粉复合材料的力学性能、热稳定性能和负离子释放量进行了考察。结果表明,添加适量的改性电气石粉可以提高PBAT的力学性能,当改性电气石粉添加量为PBAT质量的3%时,PBAT/改性电气石粉复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,分别为30.9 MPa和844%,差示扫描量热分析表明,改性电气石粉对PBAT起到异相成核的作用,提高了PBAT的结晶峰温度和结晶度,负离子释放量测试表明,PBAT/改性电气石粉复合材料具有优异的负离子释放功能,当改性电气石粉添加量为PBAT质量的7%时,复合材料的负离子释放量达到了460个/cm3。     

改性凹凸棒土对PBAT阻燃性能的影响

用费托蜡（FTW）对凹凸棒土（ATP）进行表面改性制备了阻燃剂F-ATP，并对其形貌、结构及其热稳定性进行了表征。将阻燃剂F-ATP加入到聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）基体中制备了PBAT/F-ATP复合材料。采用极限氧指数测定仪（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、锥形量热仪（CCT）、TG-IR、拉曼光谱仪和SEM对复合材料的阻燃性能进行了分析。结果表明，改性后的ATP团聚现象消失且热稳定性明显提高。阻燃剂F-ATP质量分数为10%的PBAT/F-ATP复合材料（PBAT-3）阻燃效果最佳，其LOI值达到23.5%,UL-94等级达到V-1级，熔滴现象得到明显改善。与ATP质量分数为10%的PBAT/ATP复合材料相比，PBAT-3复合材料的峰值热释放速率值（PHRR）、总热释放量（THR）分别降低了4.99%和26.11%。PBAT-3复合材料气态产物的释放量在整个燃烧过程中均降低，起到了很好的气相阻燃效果，这主要归因于阻燃剂F-ATP的加入使PBAT/F-ATP复合材料形成致密且连续性好的炭层结构，有效地隔绝了复合材料内部与外界的热量/质量传递。     

聚乙烯醇缩丁醛作为界面改性剂制备聚已二酸-对苯二甲酸丁二酯/竹粉复合材料

将聚乙烯醇缩丁醛（PVB）作为非反应型界面改性剂用于聚已二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/竹粉木塑复合材料的制备,考察了其界面改性效果及对材料力学性能的影响。PVB分子中的羟基与缩醛基可以分别与竹粉表面的极性基团以及树脂基体相互作用,从而提高复合材料的界面相容性。结果表明,PVB直接添加或溶液添加对复合材料的力学性能影响不大;PVB使PBAT与竹粉的界面结合明显改善。在竹粉含量为30 %（质量分数,下同）下,PVB含量为竹粉含量的1 %时,复合材料的拉伸强度从5.16 MPa提高到6.02 MPa。     

PP基木塑复合材料的制备及性能研究

以PP为基体,采用热压成型方法制备木塑复合材料。通过X-ray衍射,SEM研究了木粉含量、偶联剂改性对复合材料结晶、流变、力学性能的影响。结果表明,木粉的加入会抑制β-PP晶型的生成,10份木粉可能有助于（040）晶面的生长。随着木粉含量的增加,复合材料的拉伸强度有所提高,而冲击性能明显降低。加入0.5份铝酸酯偶联剂时,α-PP的特征峰（130）,以及主要晶面（010）、（040）的衍射强度均有所增加,缺口冲击强度为6.25kJ/㎡,较WF30提高23.52%,SEM结果也显示出同样的趋势;同时,材料的加工性能也有所改善。     

蛭石/PBAT复合薄膜的制备与性能

使用蛭石（VMT）作为填料,以可生物降解的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）作为基体,采用熔融-吹塑法制备出蛭石/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（VMT/PBAT）复合薄膜,并通过添加聚苯乙烯马来酸酐共聚物（SMA）作为相容剂制备了VMT/PBAT/SMA复合薄膜。对纯PBAT薄膜、VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热性能、流变性能、水蒸汽阻隔性能、断面微观结构和力学性能进行了测试。结果表明,相比纯PBAT薄膜,蛭石的填充使VMT/PBAT复合薄膜的热稳定性降低,相容剂SMA的添加增强了VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性;蛭石的添加使复合薄膜的结晶度降低了约2%。水蒸汽透过量测试表明,两种复合薄膜水蒸汽阻隔性能符合国家标准;VMT的添加使VMT/PBAT复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,而添加相容剂SMA使VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率相比VMT/PBAT复合薄膜提高约10 %。     

双增PLA/PBAT/TiO2复合材料的制备及性能研究

以机械共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/Ti O2复合材料,对复合材料的热性能、力学性能和晶体结构进行研究与分析。研究发现:PBAT与Ti O2的加入能增韧增强PLA/PBAT/Ti O2复合材料,并能提高复合材料的热稳定性;随着PBAT含量的增加,PLA/PBAT/Ti O2复合材料的断裂伸长率先增后减,拉伸强度先不变后急剧下降,当PBAT含量为40%时样品的断裂伸长率达到极大值,PBAT含量为50%时样品的拉伸强度急剧下降;在熔融过程中,PLA/PBAT/Ti O2复合材料存在玻璃化转变、冷结晶行为和双重熔融转变;且复合材料存在PLA的两种晶型结构-α和β晶型。     

Mechanical and thermal properties of bamboo fiber reinforced polypropylene/polylactic acid composites for 3D printing

In this article, a kind of degradable composite was prepared from bamboo fiber (BF), poly lactic acid (PLA), and polypropylene (PP). The mechanical and thermal properties were characterized by the universal testing machine, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry. In order to improve the compability between BF and polymer matrix several modification on the surface of BF were explored and compared. Moreover, a compatibilizer (maleated PP) was applied to further increase compatibility between the fiber and matrix. It is found that the thermal stability of BF/PP/PLA composites decreased with the increase of maleated polypropylene (MAPP) content. When 5% MAPP was used the tensile strength, flexural strength, and impact strength of composites reached 33.73, 47.18 MPa, and 3.15 KJ/m², with an increase by 13, 11.7, and 23.5%, respectively, compared with the composites without MAPP. The improvement of mechanical properties is attributed to the fact that irregular grooves and cracks induced by the modification of BF facilitate the infiltration of polymer into fiber due to the strong capillary effect. Furthermore, BF/PP/PLA composites are potential to be used in 3D printing. POLYM. ENG. SCI., 59:E247–E260, 2019. © 2018 Society of Plastics Engineers     

聚己内酯对聚乳酸/PBAT共混物增容作用的研究

研究了聚己内酯(PCL)作为增容剂对聚乳酸(PLA)与聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的共混物力学性能、热性能、动态力学性能和相容性的影响。结果表明,加入PCL可以改善PLA与PBAT的相容性,提高共混物的冲击强度、拉伸强度和拉伸弹性模量;在PCL含量为2份时共混物两相之间具有良好的相容性。     

铝酸酯偶联剂对木粉活化性能的研究

研究了经铝酸酯改性的木粉性能，测定了改性后木粉的活化度及吸油值，并研究了铝酸酯偶联剂处理木粉对木粉／液体石蜡体系黏度的影响。结果表明，经铝酸酯活化处理后，木粉的活化度升高，吸油值降低，与液体石蜡复合体系的黏度也发生了明显的降低，当铝酸酯用量为木粉的2％时可以获得较好的活化效果；木片表面的羟基和羧基等亲水性基团与铝酸酯中的烷氧基发生化学反应，形成C—O-Al化学键，并在木片表面形成一层铝酸酯分子层，从而改善木材与聚合物基体的相容性。     

Biodegradable biocomposites from poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) and miscanthus: Preparation,compatibilization, and performance evaluation

Miscanthus fibers reinforced biodegradable poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) (PBAT) matrix‐based biocomposites were produced by melt processing. The performances of the produced PBAT/miscanthus composites were evaluated by means of mechanical, thermal, and morphological analysis. Compared to neat PBAT, the flexural strength, flexural modulus, storage modulus, and tensile modulus were increased after the addition of miscanthus fibers into the PBAT matrix. These improvements were attributed to the strong reinforcing effect of miscanthus fibers. The polarity difference between the PBAT matrix and the miscanthus fibers leads to weak interaction between the phases in the resulting composites. This weak interaction was evidenced in the impact strength and tensile strength of the uncompatibilized PBAT composites. Therefore, maleic anhydride (MAH)‐grafted PBAT was prepared as compatibilizer by melt free radical grafting reaction. The MAH grafting on the PBAT was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. The interfacial bonding between the miscanthus fibers and PBAT was improved with the addition of 5 wt % of MAH‐grafted PBAT (MAH‐g‐PBAT) compatibilizer. The improved interaction between the PBAT and the miscanthus fiber was corroborated with mechanical and morphological properties. The compatibilized PBAT composite with 40 wt % miscanthus fibers exhibited an average heat deflection temperature of 81 °C, notched Izod impact strength of 184 J/m, tensile strength of 19.4 MPa, and flexural strength of 22 MPa. From the scanning electron microscopy analysis, better interaction between the components can be observed in the compatibilized composites, which contribute to enhanced mechanical properties. Overall, the addition of miscanthus fibers into a PBAT matrix showed a significant benefit in terms of economic competitiveness and functional performances. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45448.     

阻燃抑烟型聚乳酸/竹粉复合材料性能研究

采用模压成型法制备了氢氧化铝（ATH）、聚磷酸铵（APP）及APP+ATH阻燃型聚乳酸/竹粉(PLA/BF)复合材料,通过扫描电子显微镜考察了复合材料拉伸断面和燃烧后炭层的微观结构,并对其力学性能、热稳定性能和燃烧性能进行了测试。结果表明,阻燃剂的引入均降低了复合材料的力学性能,但显著提高了热稳定性,600 ℃时复合材料的残炭率分别达到了20.3 %、27.9 %和26.3 %;ATH对复合材料具有显著的抑烟效果,但抑热作用较APP要差,而ATH与APP复合阻燃剂使复合材料兼具较好的抑热作用和抑烟效果。