不同PEG含量对PLA/PEG共混物结晶动力学的影响

采用溶液共混法制备了一系列不同配比的聚乳酸(PLA)/聚乙二醇(PEG)共混物。通过偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)和差式扫描量热仪(DSC)研究了不同PEG含量的PLA/PEG共混物在不同结晶温度下,聚乳酸的晶体形貌、球晶生长速率及热力学性能。研究发现,PEG能够显著提高聚乳酸球晶的生长速率。当PEG含量为60%时,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶的生长速率最快,达到23.6μm/min,比纯聚乳酸的最快球晶生长速率(0.5μm/min)高47倍。但是,当PEG含量高于60%时,聚乳酸球晶的生长速率有所降低。同时,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶速率随结晶温度变化的取向,均向低温移动。另外,PLA/PEG共混物中聚乳酸球晶呈现环状花纹。DSC测试结果表明,随着PEG含量的增加,PLA/PEG共混物的玻璃化转变温度明显降低。     

PLA/Talc复合材料结晶动力学研究

采用密炼机熔融混炼制备了聚乳酸(PLA)基生物降解材料,并以滑石粉(Talc)作为成核剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂,研究了它们单独以及共同对PLA结晶能力的影响。使用DSC和热台偏光显微镜研究了PLA/Talc、PLA/PEG和PLA/PEG/Talc共混体系的等温结晶动力学,对所得数据用Avrami方程进行了处理,并计算了其活化能,结果表明:随着Talc的不断加入,加快了成核速率和球晶生长速率,缩短了半结晶时间并降低了活化能,表明Talc是有效的成核剂。而PEG的不断加入,提高了其结晶温度区间,并且球晶尺寸变得更大、更加完善,说明PEG是一个很好的增塑剂。     

滑石粉对PLA/PBAT共混物非等温结晶行为的影响

采用差示扫描量热法研究了滑石粉(Talc)对聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PLA/PBAT)共混物非等温结晶行为的影响。结果表明,随着Talc用量的增加,结晶完成时间缩短,结晶温度向高温移动,且结晶度增大,这说明Talc可以起到异相成核剂的作用,显著提高共混物的结晶能力。此外,降温速率对共混物的非等温结晶行为也有显著影响。较低的降温速率有利于得到结晶度更高的PLA/PBAT共混材料。利用Jeziorny法对共混物的非等温结晶动力学进行研究。结果发现,在相同降温速率下,随着Talc含量的增加,结晶速率常数显著增大,而半结晶时间随之减小。在不同降温速率下得到的含Talc共混物的Avrami指数(n)接近3,故其成核机理是以异相成核为主,球晶生长方式为三维生长。     

聚乳酸共混增韧和耐热性能的研究

将乙烯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(GEBMA)和滑石粉(Talc)按不同比例加入聚乳酸(PLA)基体中,熔融共混制备PLA/GEBMA/Talc共混物。将GEBMA的质量分数固定为10%,探讨了不同含量的Talc对PLA/GEBMA/Talc共混物的力学性能、流变性能、热性能、相形态以及耐热性能的影响。结果表明:GEBMA的加入提高了PLA的韧性,冲击强度从纯PLA的4.3 kJ/m~2提高到PLA/GEBMA(90/10)的21.6 kJ/m~2。随着Talc含量的增加,PLA/GEBMA/Talc共混物的拉伸强度和冲击强度降低,弹性模量增加,PLA/GEBMA/Talc材料具有良好的力学性能。Talc起到了异相成核作用,可以提高结晶速率,减小PLA的晶体尺寸,改善了共混物的耐热性能。PLA/GEBMA/Talc材料可广泛用于可生物降解的注塑产品。     

PLA/PEO共混物的结晶行为研究

共沉积技术制备了聚乳酸(PLA)/聚氧化乙烯(PEO)共混物,通过DMA和相差显微镜考察了共混物的相行为。用DSC研究了PLA/PEO共混物的结晶形貌及其动力学,由于部分相容的熔融态PEO提高了PLA分子链的运动能力,导致显著促进了PLA的结晶速率;结合偏光显微镜(POM)观察分析,结晶速率的提高源于结晶生长速率的促进,而且在低的结晶温度时的结晶速率的增加更为明显。     

聚乳酸/无机填料复合材料结构与性能的研究

采用密炼器熔融共混法,将聚乳酸(PLA)分别与碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土(MMT)及滑石粉(Talc)共混制备成生物降解复合材料,研究了PLA/无机填料共混物的力学性能、断面微观结构及结晶性能。结果表明:CaCO3、MMT和Talc均降低了PLA的断裂伸长率;Talc和CaCO3对PLA的拉伸强度影响不大,MMT明显降低了PLA的拉伸强度;Talc和CaCO3相对MMT在PLA基体中的分散较均匀;CaCO3和MMT改善PLA结晶性能的效果不明显,而Talc大大提高了PLA的结晶性能使,PLA的结晶温度下降约20℃结,晶度提高近3%。     

聚乳酸/改性甘蔗纤维复合材料的制备与性能分析

以低分子量聚乙二醇(PEG)为增塑剂,马来酸酐改性的甘蔗纤维(MSF)为成核剂,采用熔融共混的方式制备PLA/MSF/PEG复合材料,并对复合材料的结晶行为、晶体形貌、力学和表面亲水性进行研究。结果表明:表面改性的MSF可作为异相成核剂,显著提高PLA的结晶能力;增塑剂PEG和成核剂MSF的协同加入,能够进一步提高PLA的结晶速率,并增大球晶尺寸。增塑剂PEG的加入,能够明显提高PLA/MSF/PEG的断裂伸长率,但使复合材料的拉伸强度和模量下降。与PLA/PEG共混物相比,PLA/MSF/PEG共混物具有更高的拉伸强度和模量。PLA/MSF(3%)/PEG(10%)的综合性能较好,与纯PLA相比断裂伸长率提高468.7%,拉伸强度降低48.7%左右。因此,增塑剂PEG与改性纤维MSF协同改性,使PLA/MSF/PEG共混物具有更优异的力学性能和结晶性能,能够进一步扩大PLA材料的应用范围。     

加料顺序对PLA/PBS/PEG共混物的力学性能及耐热性影响

通过熔融开炼共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚乙二醇(PEG)共混物,考察了不同加料顺序对共混物的影响。利用电子拉力试验机测试共混物的力学性能,同步热分析仪分析其热稳定性。实验证明,PLA和PBS熔融混合均匀后,再加入PEG的加料顺序,可以提高PLA/PBS/PEG共混物的韧性;PEG加入可以提高共混物的热稳定性。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、偏光显微镜进一步证明,PLA和PBS熔融混合均匀后,再加入PEG的加料顺序,可以更有效地均化分散相尺寸,细化结晶粒度,降低体系的界面张力,提高两相的相容性。     

超细滑石粉填充聚乳酸共混薄膜的制备及性能研究

采用双螺杆挤出共混法,将聚乳酸(PLA)、超细滑石粉(Talc)及乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)熔融共混制备生物降解粒料,并通过吹塑成型的方法制备了共混薄膜,研究了PLA共混薄膜材料的旋转扭矩、力学性能、稳定性及结晶形态。结果表明,随着超细Talc用量增加,PLA共混薄膜材料的旋转扭矩逐渐下降,拉伸强度和断裂伸长率均先增后降,直角撕裂强度基本不变;60℃体系增塑剂迁移率逐渐变小;125℃随Talc用量的增加,晶核数目增加、结晶速率增大且球晶尺寸变小。     

全生物降解聚乳酸/聚己内酯共混物的研究进展

介绍了完全生物降解聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物的研究进展,重点阐述了其相容性、相态结构、熔融结晶行为、力学性能及加工工艺等方面的研究成果。合适的相容剂能够有效改善共混体系相容性,提高PLA/PCL共混物的韧性,并使体系产生协同效应。PCL的加入并未改变PLA的晶型,但却降低了PLA的结晶温度和PLA的结晶度。黏度、剪切速率、界面张力等都是相态结构的影响因素,通过控制这些因素可以实现对相态结构的控制。相对于单组分体系,PLA/PCL共混物力学性能和加工性能得到改善,并适用多种加工工艺。     

PET/PLA共混物相容性和结晶性能的研究

研究了相容剂钛酸四丁酯[Ti(OBu)4]含量、聚乳酸(PLA)含量对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PLA共混物相容性的影响,探讨了共混物的熔融和结晶行为,并对其结晶形貌进行了观察。结果表明,Ti(OBu)4含量为PLA的4%(质量分数,下同)时,PET/PLA共混物的相容性良好,但当PLA含量超过30%时,共混物出现相分离;PLA的加入使PET的结晶峰变窄,结晶速率增加,且结晶峰温度向高温方向移动;PLA的加入使PET的晶粒尺寸大幅减小,晶粒数目大幅增加,结晶更加完善。     

PET/PBT共混物非等温结晶行为的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET/PBT)共混物的非等温结晶行为;研究了冷却速率对PET/PBT滑/石粉(Talc)成/核剂(P250)共混物结晶行为的影响。对其数据分别采用Jeziorny法、Ozawa法和Mo法进行处理。结果表明:PET/PBT共混物在加入滑石粉后相对结晶度(Xc)有所下降,但是结晶速率提高;PET/PBT/Talc体系单独引入成核剂体系效果更优;PET/PBT/Talc/P250体系随降温速率的增大,结晶度下降,结晶速率加快;Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶过程比较理想,Ozawa法则具有一定的局限性。     

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。     

PEG对PLA/PBS共混物结构与性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚乙二醇(PLA/PBS/PEG)共混物,研究了PEG组分对PLA/PBS共混体系微观结构、流变性能、结晶性能、动态力学性能以及冲击性能的影响。结果表明,将PEG组分添加到PLA/PBS共混物中,能够降低PBS分散相的尺寸,均化分散相尺寸分布,增强界面结合。与PLA/PBS共混物相比,PLA/PBS/PEG共混物的复数黏度大幅度降低。由于PEG对PLA和PBS分子链同时具有增塑作用,使PLA/PBS/PEG共混物的结晶能力远大于相应的PLA/PBS共混物,最高结晶度可达17. 4%。通过测试,动态力学性能结果表明,PEG组分能够降低共混体系中PLA组分的玻璃化转变温度,并且促进PLA与PBS之间的相容性。此外,PLA/PBS/PEG共混物的冲击强度得到了显著提高,最高可达到4. 71 k J·m~(-2),比未添加PEG组分的PLA/PBS共混物提高了25. 3%。     

无机填料对PLA树脂热稳定性影响的研究

通过熔融共混工艺制备了聚乳酸(PLA)/无机粒子复合材料。利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)探究了未改性的可回收利用的PLA和PLA/无机粒子复合材料的热性能,并对动态流变行为进行了探究。研究结果表明添加无机粒子可以提升PLA的热稳定性。滑石粉(Talc)可以诱导PLA结晶,但是SiO2和CaCO3却对结晶性能没有影响。PLA共混材料的复数黏度比纯PLA的要高。     

微型注塑条件下PLA/POM共混物的形貌及结晶行为

采用微型注塑加工技术制备了聚乳酸(PLA)/聚甲醛(POM)共混物微型注塑试样,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪和偏光显微镜(PL M)研究了微注塑加工过程中注射速率和模具温度对PLA/POM微型注塑试样的形貌及结晶行为的影响。结果表明,微型注塑加工条件下,PLA/POM共混物为相容体系;注射速率对POM的结晶行为影响更大,提高注射速率更有利于POM分子链的取向及取向程度的增加,导致POM的熔点和PLA/POM共混物微型注塑试样的结晶度提高;提高模具温度明显增加PLA的热焓松弛峰温度,同时还导致PLA冷结晶温度和熔点的降低以及POM熔点的增加,这与较高模温条件下PLA分子链较易规整排列以及PLA较高的玻璃化转变温度有关。此外,PLA/POM共混物微型注塑试样中PLA形成的晶体类型与等温结晶的温度有关,相对较低温度的等温结晶条件有利于PLA/POM共混物微型注塑试样形成环带球晶。微型注塑条件下,PLA/POM共混物微型注塑试样的中PLA形成的晶体类型与冷却方式有关。     

增容剂改性PLA/PBAT共混物的制备及性能研究

研究了增容剂聚己内酯(PCL)和聚乙二醇(PEG)对聚乳酸(PLA)/己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)共混物的力学性能、热性能和断面微观形态的影响。结果表明,加入适量的增容剂可以增强两相界面的黏结力,提高共混物的力学性能;共混物的结晶峰值温度(Tc)降低,说明PLA与PBAT的相容性得到改善;共混物断面的扫描电子显微镜(SEM)表明,两相之间呈现良好的相容性。     

PLA/PBAT/二(噁)唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二(噁)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.     

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。     

接枝改性纤维素纳米晶增强聚乳酸

在碱性溶液中,聚乙二醇二缩水甘油醚(PEG)接枝到纤维素纳米晶(CNC)表面,得到聚乙二醇接枝纤维素纳米晶(CNC-g-PEG)。其化学结构通过傅里叶变换红外光谱确认。通过哈克密炼机熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/CNC-g-PEG共混物,研究了CNC-g-PEG含量对共混物的热性能和力学性能的影响。结果表明,CNC-g-PEG的引入对PLA的玻璃化转变温度几乎没有影响,但使PLA的结晶温度降低,熔融温度和结晶度提高。另外,PLA/CNCg-PEG共混物的热稳定性有所降低。PLA/CNC-g-PEG共混物的断裂伸长率随CNC-g-PEG的含量增加而逐渐降低,但拉伸模量和强度随之提高,显示了CNC-g-PEG对PLA具有增强作用。