退火对聚乳酸/淀粉复合材料性能的影响

以改性木质素(MZS)作为成核剂,通过双螺杆挤出机制备了聚乳酸(PLA)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)/淀粉/MZS复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC),偏光显微镜(POM),热变形、维卡软化点温度测定仪分析了成核剂和退火处理对PLA/EVA/淀粉复合材料结晶性能及耐热性能的影响。结果表明,MZS是PLA/EVA/淀粉复合体系的一种有效成核剂,在添加1.5%MZS后,复合材料的结晶速率加快、结晶度变大;在未添加成核剂时,PLA/EVA/淀粉复合材料的结晶度为3%,在添加1.5%MZS后,复合材料的结晶度达到47.9%;退火处理可以改善复合材料的耐热性;在105℃退火5 min时,PLA/EVA/淀粉复合体系的维卡软化点和热变形温度分别达到60.4、55.0℃;PLA/EVA/淀粉/MZS复合体系的维卡软化点和热变形温度分别达到80.8、82.8℃。     

壳聚糖对聚乳酸/竹纤维复合材料的性能影响

以聚乳酸(PLA)为基体材料,竹纤维(BF)为增强材料,乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为增塑剂,壳聚糖(CS)为填充剂,采用注塑工艺制备了PLA/BF/CS复合材料。探讨了PLA/BF/CS复合材料的相容性、热性能、力学性能和吸水性,结果表明:少量CS有利于提高复合材料之间的界面相容性,当CS含量超过10%时,相容性变差;随CS含量的增加,PLA/BF/CS复合材料的热分解温度发生前移,热稳定性变差;少量的CS对PLA/BF/CS复合材料的拉伸强度略有增强而对韧性则有减弱作用;当CS含量超过10%时,拉伸强度显著变差而韧性却得到较好的改善;复合材料的吸水率则随着CS含量的增加呈现上升趋势。     

BF/PE-g-MAH/EVA复合材料的结构和性能

用NaOH碱液处理竹纤维(BF)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的增强剂,通过双螺杆挤出和注射成型制备了BF/EVA、PE-g-MAH/EVA和BF/PE-g-MAH/EVA复合材料,用SEM、DSC、TG等观察和表征了形貌、结构和热性能,并测试了熔体流动速率和力学性能。研究表明,添加BF使EVA的模量和压缩强度明显增大,断裂伸长率降低。当BF含量为30%～40%(质量分数)时,BF/EVA的拉伸强度接近或超过纯EVA。BF和PE-g-MAH对EVA的结晶均有异相成核作用。PE-g-MAH可使BF在EVA中更好地分散,BF、PE-g-MAH和EVA间较强的界面结合有利于应力的有效传递。PE-g-MAH能够提高EVA及30%BF/EVA的热稳定性、拉伸和压缩性能,同时保持复合材料相对较高的断裂伸长率。     

聚乳酸/聚乙醇酸共混合金界面改性研究

用熔融共混挤出法制备了不同配比的聚乳酸(PLA)/聚乙醇酸(PGA)共混合金,并分别加入环氧型扩链剂ADR 4370F进行对比分析,通过拉伸性能测试、弯曲性能测试、缺口冲击强度测试、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)仪研究了共混合金力学性能、相容性和结晶性能。结果表明:与纯PLA和纯PGA相比,PLA/PGA共混合金的相容性差,导致力学性能降低,纯PLA、纯PGA和70%PLA/30%PGA合金的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别为58.6 MPa,123.5 MPa,8.52%,9.0 J/m;91.9 MPa,157.6 MPa,7.9%,5.2 J/m;41.2 MPa,91.2 MPa,3.8%,2.0 J/m。PLA和PGA可以互相加快结晶速度,加入环氧型扩链剂可以改善合金的相容性,上述四个力学性能可相应提高到49.2 MPa,96.0 MPa,4.5%,4.3 J/m,而且降低了PLA和PGA的结晶度。另外,向PLA中加入1%PGA时,PGA可以充当PLA的成核剂,使PLA的冷结晶温度降低10℃左右,结晶度提高1.3%。     

PLA/PBAT/OMMT生物基材料的制备及快速成型

对生物可降解材料聚乳酸(PLA)与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)及有机蒙脱土(OMMT)材料进行共混,采用挤出成型制备PLA/PBAT/OMMT线材,再采用快速成型制备标准试样,通过对样件的力学性能、结晶行为、断面形貌和表观质量的测试和分析得出:纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率分别为7.42MPa和1.8%,表现出硬而脆的特点;PLA/PBAT共混后,随着PBAT含量的增加,共混材料的断裂伸长率以及冲击强度不断提高,当PBAT含量为60%时,共混物的断裂伸长率达到405%,材料的冲击强度为31.11kJ/m2,约为纯PLA的11倍;而共混材料的拉伸强度表现出先增后减的趋势,当PBAT含量约为30%时,拉伸强度最佳,为37.08MPa;加入2%含量的OMMT后,共混材料的综合力学性能较之前又有不同程度的提高,其中拉伸强度以及冲击强度提升的较为明显;通过差示扫描量热和扫描电镜分析,PLA/PBAT共混体系为不相容体系,两相界面存在大量的孔洞,且结晶性能差,为半结晶聚合物,OMMT的加入使PLA/PBAT的两相界面变得模糊,极大地改善他们的相容性,而且还提高了共混物的结晶度;通过观察打印制件的表观质量,当PBAT的含量在30%左右,综合快速成型性能最佳。     

聚乳酸/聚癸二酸丙三醇酯共混物的形态及结晶性能

用SEM、DSC、光学解偏振光、POM及WAXD研究聚乳酸/聚癸二酸丙三醇酯(PLA/PGS)共混物的形态和等温结晶性能.结果表明:PLA与PGS发生了相分离,PLA分子链之间存在部分PGS.当<110℃等温结晶时PLA/PGS共混物的半结晶时间(t1/2)随PGS含量的增加而降低,其晶体尺寸较纯PLA大;当≥110℃等温结晶时,PLA/PGS共混物的t1/2随PGS含量的增加而变大,共混物的晶体尺寸明显增大,形成球晶.但当PGS的含量为20%并于120℃等温结晶时,晶体产生暗斑.PLA及PLA/PGS共混物的晶形都为α形.     

纳米二硫化钼对聚乳酸等温结晶行为的影响

采用熔融共混法制备聚乳酸/二硫化钼(PLA/MoS_2)纳米复合材料。通过差示扫描量热法(DSC)研究纳米MoS_2含量对PLA等温结晶行为的影响,采用Avrami方程分析纳米复合材料的等温结晶动力学,并采用X射线衍射(XRD)测试材料的结晶结构。由等温结晶动力学计算结果可知,加入MoS_2纳米粒子后,PLA基体的结晶速率显著提高。例如,当结晶温度(Tc)为110℃,MoS_2含量由0增至2.0%时,试样的结晶半时间(t1/2)可由纯PLA的8.5 min大幅降低至3.2 min。而当Tc为120℃,MoS_2含量由0增至2.0%时,试样的t1/2由纯PLA的11.4 min降低至3.8 min。同时,随着MoS_2含量的增大,PLA基体的最大结晶度也有一定程度增大,说明MoS_2起到异相成核剂作用。PLA/MoS_2试样的Avrami指数在2.6~3.1之间,可知在MoS_2存在下,PLA晶体主要为异相成核和三维生长。     

退火对有机化竹纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

以有机化竹纤维(OBF)为成核剂,通过双螺杆挤出机制备了可完全生物降解的PLA/OBF复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)和热变形、维卡软化点温度测定仪分析了在不同退火条件下,成核剂OBF对PLA结晶及耐热性能的影响。结果表明:OBF是一种有效成核剂,当OBF含量为1.2%时,PLA的结晶速率加快,成核密度增加、晶体尺寸减小,并且结晶度变大,纯PLA的结晶度为17.3%,添加了OBF的PLA结晶度提高到27.9%;退火处理可以有效改善PLA的结晶及耐热性能,但对PLA的晶型没有影响,在90℃退火10 min时,纯PLA的结晶度提高到58.7%,维卡软化点达到57.1℃;PLA/OBF的结晶度提高到60.1%,维卡软化点达到85.0℃。     

壳聚糖-羟基磷灰石复合微球对聚乳酸力学与热稳定性能的影响

以四水硝酸钙与磷酸氢二铵为原料,采用共沉淀法制备了壳聚糖-羟基磷灰石(CS-HA)复合微球,并通过熔融共混法将其与聚乳酸(PLA)复合制得PLA/CS-HA复合材料,同时分析了CS-HA复合微球的结构以及PLA/CS-HA复合材料的性能。结果表明:CS已成功与HA复合,制得具有自组装微球结构的CS-HA复合物。当CS-HA复合微球添加量为5%时,PLA/CS-HA复合材料的弯曲强度较纯PLA提高了15.1%,较同填充量的PLA/HA复合材料提高了13.5%,而拉伸强度和冲击强度较纯PLA略有降低。此外,当CS-HA复合微球添加量为5%时,PLA/CS-HA复合材料的5%质量损失温度和失重速率峰值温度较纯PLA分别提高了33.1和22.2℃,说明CS-HA复合微球的加入提高了PLA的热稳定性;当CS-HA复合微球添加量为15%时,PLA/CS-HA复合材料的结晶度达到31.72%,较纯PLA提高了23.23%,这说明CS-HA复合微球可促进PLA的结晶。     

竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响

将竹纤维(BF)与聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)熔融共混,通过模压工艺制备了PCL/PLA/BF增强复合材料。研究了BF质量分数对该复合材料力学性能、热稳定性以及熔融结晶行为的影响。结果表明:随着BF质量分数的增加,PCL/PLA/BF复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均先增大后减小,并均在BF质量分数为40%时达到最大值,分别为11.26 k J/m2、12.68 MPa和5.2%;BF质量分数对PCL/PLA/BF复合材料的热稳定性无明显影响;BF的加入使得复合材料中PCL、PLA共混物的玻璃化转变温度降低,但不同BF质量分数的复合材料玻璃化转变温度变化不大;BF的加入使得复合材料结晶温度小幅提升,但结晶峰强度随着BF质量分数的增加而逐渐减弱。     

Basalt fiber reinforced and elastomer toughened polylactide composites: Mechanical properties,rheology, crystallization,and morphology

A series of the reinforced and toughened polylactide (PLA) composites with different content of basalt fibers (BF) were prepared by twin screw extruder. The toughness of BF/PLA composite s was improved further by the addition of polyoxyethylene grafted with maleic anhydride (POE-g-MAH), ethylene–propylene–diene rubber grafted with maleic anhydride (EPDM-g-MAH), and ethylene-acrylate-glycidyl methacrylate copolymer (EAGMA), relatively. The mechanical properties, rheology, crystallization, and morphology of BF/PLA composites were studied. The results showed that basalt fiber had significant reinforcing and toughening effect in comparsion with glass fiber. EAGMA was more effective in toughening BF/PLA composites than POE-g-MAH and EPDM-g-MAH. When the content of EAGMA achieved to 20 wt %, the impact strength of BF/PLA/EAGMA composite increased to 33.7 KJ/m², meanwhile the value was improved by 71.1% compared with pure PLA. According to dynamic rheometer testing, the use of the three kinds of elastomers increased the melt dynamic viscosity. Differential scanning calorimetry analysis showed that POE-g-MAH and EPDM-g-MAH can decrease the cold crystallization temperature (T_cc) to approximately 20°C and dramatically improve crystallinity (χ_c) of BF/PLA composites. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

聚乳酸/聚丙烯/淀粉复合材料的制备及性能研究

采用模压成型制备了聚乳酸(PLA)/聚丙烯(PP)和PLA/PP/淀粉两种复合材料。主要研究了复合材料的热性能、力学性能和降解性能。结果表明:对于PLA/PP复合材料而言,复合材料的熔融温度先增加后降低,结晶度随PLA的含量增加而变大,而且出现了结晶双峰。力学性能相较与纯PLA,断裂伸长率明显提高,拉伸强度有所下降,最大下降28.02 MPa。降解性能随PLA增加而增强。而对于PLA/PP/淀粉复合材料,熔融温度变为先降低后增加的趋势,复合材料的玻璃化温度也减小,材料的可塑性得到提高;在PLA/PP比例相同条件下,PLA的结晶度有明显提高,PLA的结晶峰强度增加。对于力学性能,淀粉的加入,明显降低了其拉伸强度和断裂伸长率,PLA与PP质量比为3/7时,表现出硬而韧的特性,材料具有单向拉伸,不会立即脆断。对于材料降解性能,淀粉的存在对复合材料的降解能力得到明显的提高,当PLA与PP质量比为3/7时,材料的降解率最高为14.78%,是PLA/PP复合材料最大降解率的4.3倍,并且材料上出现了黄褐色斑点。     

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 %。     

Effect of polyethylene glycol on mechanical properties of bamboo fiber-reinforced polylactic acid composites

The bamboo fiber (BF)-reinforced polylactic acid (PLA) composites were prepared using the twin-screw extruder and injection molding. Thermal gravimetric analyzer results indicated the thermal stability of BF/PLA composites decreased with increasing BF content. Differential scanning calorimeter and X-ray diffraction curves showed that BF played a role as a nucleating agent, but the crystallinity of composite materials decreased with the increasing BF content. The melt flow rate of composites reduced with the increase in BF content, resulting in a poorer processing property. The processability of the composites was improved with the addition of high molecular polyethylene glycol (PEG). Mechanics performance test showed that tensile strength and bending strength of composites increased at low loading with the BF content increased then decreased when the loading continued to increase. The tensile strength of the composite materials reached 65.46 MPa when alkali-treated BF (ABF) content was 20 wt %. The flexural strength of the composites reached 97.94 MPa when ABF content was 10 wt %. Impact performance has also been improved. PEG-20000 was the best plasticizer among the PEG-6000,PEG-10000, and PEG-20000. When the component of PEG was 10 wt %, the elongation increased by 56%. The scanning electron microscopy (SEM) result showed that the fracture of the composites was smooth, most ABF were wrapped in matrix and distribution of ABF in PLA matrix was more uniform. It means that interfacial compatibility of bamboo fiber and PLA improved after BF modified by alkali. High molecular weight PEG enhance melt flow ability of polymer, result in fibers were further enclosed in the PLA matrix and increase properties of composites. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47709.     

环氧化杜仲胶增韧改性聚乳酸的性能

采用熔融共混法将环氧化杜仲胶(EEUG)用于聚乳酸(PLA)的增韧改性,制备了具有良好韧性的全生物基PLA/EEUG共混物,考察了EEUG用量对共混物的热性能、动态力学性能、力学性能及微观形貌等的影响.结果表明,PLA/EEUG共混物为典型的两相不相容体系.EEUG的加入限制了PLA分子链的运动,导致PLA的结晶度下降...     

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）共混物为基材,竹纤维（BF）作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1∶1,BF质量分数为40 %时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m2,12.68 MPa和5.2 %;硅烷偶联剂用量为1 %时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m2、13.15 MPa和5.8 %;模压温度为150 ℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m2、13.75 MPa和5.8 %。     

ABS及PS-g-GMA对回收PET的改性研究

以回收聚对苯二甲酸乙二醇(酯rPET)为基体材料,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚(物ABS)为增强材料,甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯(PS-g-GMA)为增容剂,制备了rPET/ABS共混物。采用SEM、DSC等方法对共混物的形态结构、结晶性能和力学性能进行了表征。结果表明:与纯rPET相比,ABS增韧后的rPET缺口冲击强度和断裂伸长率分别提高了54.0%和47.2%,弯曲强度和拉伸强度略有下降,熔融温度下降了1.27℃,结晶温度升高了31.22℃,结晶速度明显加快;PS-g-GMA的加入改善了rPET/ABS共混物的两相界面结合力,细化了两相结构;与纯rPET相比,含1%PS-g-GMA的rPET/PS-g-GMA/ABS共混物的缺口冲击强度提高了72.5%断,裂伸长率提高了71.7%。     

聚乳酸/环氧化聚丁二烯抗冲树脂结晶性能的研究

采用差示扫描量热仪(DSC)对聚乳酸/环氧化聚丁二烯抗冲聚乳酸树脂(PLA/PB(EPB))的结晶性能进行了考察,并与纯聚乳酸(PLA)的结晶行为进行了对比,研究了环氧化聚丁二烯(EPB)对PLA等温/非等温条件下结晶行为的影响规律。结果表明:聚丁二烯橡胶(PB)对PLA的结晶行为影响较小,而EPB对PLA的晶体完善程度影响较为明显。PLA和PLA/PB更倾向于在低温条件下结晶,而PLA/EPB20.9%和PLA/EPB46.5%更倾向于在高温条件下结晶。抗冲聚乳酸树脂的结晶速率高于纯PLA,并且随着EPB环氧化度的增大,抗冲聚乳酸树脂的结晶速率呈逐渐增大的趋势。     

APP/BF–KH550协同阻燃热塑性聚氨酯的性能

以竹纤维(BF)为协同阻燃剂,将聚磷酸铵(APP)引入热塑性聚氨酯(PUR-T)中,制备了膨胀型阻燃复合材料。为了提高PUR-T的分散性,将硅烷偶联剂KH550接枝到BF上。对PUR-T基膨胀型阻燃复合材料进行了燃烧性能、力学性能测试,结果表明:与纯PUR-T相比,PUR-T/APP/BF KH550样品在UL94测试中达到了V 0等级;通过添加8%的APP和2%的BF-KH550,复合材料样品的极限氧指数达到了30.3%;同时,最大热释放速率值下降了86.6%;90%PUR-T/8%APP/2%BF KH550试样的拉伸强度为23.9 MPa,高于90%PUR-T/8%APP/2%BF样品。