无机盐添加剂对熔体静电纺聚乳酸纤维的影响

以磷酸钠和氯化钠为添加剂,采用熔体静电纺技术制备了PLA/Na3PO4和PLA/NaCl微纳米纤维。借助扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射分析等表征手段,探讨了无机盐添加剂对熔体静电纺PLA纤维形貌、化学结构、热学性能和结晶性能的影响。结果表明,无机盐的添加使PLA熔体的流动性得以提高,所制备熔体静电纺PLA纤维直径降低,Na3PO4对直径降低的作用尤为明显;DSC显示无机盐改变了PLA纤维的玻璃化转变温度和熔点,FT-IR和XRD的测试结果证明无机盐的添加并未破坏PLA的化学结构,且有利于PLA特征晶型的形成和结晶度的提高,Na3PO4更有利于纤维结晶性能的提高。     

激光熔体静电纺丝法制备聚乳酸微纳米纤维

激光熔体静电纺丝法无溶剂的影响符合聚乳酸(PLA)可在生物医学等领域应用的优点.利用激光熔体静电纺丝法制备了PLA微纳米纤维,研究了应用电压、激光电流及接收距离对纤维直径的影响,并利用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对纤维的微观形貌和分子链结构进行了表征,利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(...     

静电纺聚乳酸/姜黄素复合薄膜的制备及抗凝血研究

采用静电纺丝技术,以生物可降解聚乳酸(PLA)为载体制备了姜黄素含量分别为1％、3％和5％的纳米复合薄膜,利用接触角测量仪对不同纳米薄膜的润湿性能进行了测试,同时通过体外血小板粘附及部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)实验评价纳米薄膜的血液相容性.研究表明:复合薄膜属于疏水性材料,可以满足医学应用;血液相...     

聚合物熔体静电纺纳米纤维技术研究进展

熔体静电纺丝技术具有不使用溶剂、生产成本低、适用的材料种类多等优点,是目前纳米纤维绿色批量制造的主要发展方向。首先介绍了熔体静电纺丝基本原理及工艺特点,概述了国内外熔体静电纺丝装置及工艺特点,然后介绍了笔者团队近年来在熔体微分静电纺丝工艺、工艺、材料、装置设备及推进产业化生产中的研究成果,最后提出了几点对熔体静电纺丝技术研究重点的见解,以期增进对熔体静电纺丝技术工艺、装置及理论的新认识。     

熔融静电纺制备超细取向纤维膜及其性能

采用熔融静电纺丝技术,利用高速滚筒制备超细取向纤维膜,以纺丝距离、纺丝电压、滚筒转速进行三因素三水平正交实验,利用扫描电子显微镜(SEM),探究各个因素对纤维取向度和纤维直径的影响,确定制备超细取向纤维膜的最优化工艺条件。同时,借助差示扫描量热仪(DSC)、拉伸实验及接触角测量仪对超细取向纤维膜的结晶性能、机械性能及疏水性进行了测试分析,并与平板接收的无序纤维膜进行对比。结果表明:当纺丝距离为10cm、纺丝电压为10kV、滚筒转速为1000r/min时,超细取向纤维表面光滑,纤维直径较小,排列紧密,具有良好的取向度,且超细取向纤维膜结晶度有所提升,水接触角变大,表现出较好的疏水性。同时,经过热压后的超细取向纤维膜机械性能明显提升。     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及表征

通过静电纺丝技术首次将溶解在1%(体积分数)超低浓度乙酸溶液中的3%(wt,质量分数,下同)壳聚糖(CS)与溶解在去离子水中的11%聚乙烯醇(PVA)溶液进行混合,在20～22kV高压静电场下制备出直径在70～300nm之间、CS含量高达60%,具有均匀结构的CS/PVA纳米纤维膜。通过旋转流变仪、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和万能试验机等手段对其混合溶液进行表征。结果表明:CS/PVA纳米纤维膜的形貌与CS和PVA的混合比例有关,当CS含量低于60%时,纤维形貌良好,当CS含量高于60%时,纤维中存在有液滴以及纺锤体。另外,CS与PVA之间存在强有力的氢键作用并具有很好的相容性,PVA可以降低壳聚糖的结晶性利于静电纺过程的进行;并且该CS/PVA纳米纤维膜具有较好的热稳定性和弹性,随着PVA比例的增加其最大拉伸强度可达到9.98MPa。     

聚乳酸的熔体静电纺丝过程及工艺

以聚乳酸为原料,使用实验室自制的熔体静电纺丝装置制备了聚乳酸超细纤维。采用正交试验设计探究了纺丝关键工艺参数———喷丝头孔径、电压、纺丝距离、熔体温度对纤维成型的影响。借助高速摄影装置记录了射流运动过程,扫描电子显微镜(SEM)对纤维微观形貌进行了表征。实验结果表明,反纺情况下射流运动几乎没有鞭动;喷丝头孔径对纤维直径有显著影响,纺丝距离次之,温度和电压的影响相对较小;设定合适的熔体温度和电压、使用较小孔径的喷丝头或在一定范围内减小纺丝距离,均可缩小纤维直径;射流路径空间温度显著影响纤维之间的粘接状态。     

静电纺丝制备肉桂醛/聚乳酸复合纳米纤维膜及其性能

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β-环糊精包合物,将其添加到聚乳酸(PLA)溶液中,采用静电纺丝技术制备了肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维膜的直径及表面形貌进行观察,通过红外光谱对其做特征官能团分析,同时对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行表征。结果表明,肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜纤维形态良好,其直径范围在133~177nm。红外光谱显示肉桂醛与PLA属于物理混合;随着肉桂醛/β-环糊精包合物添加量增加,其纤维膜拉伸强度逐渐降低,但玻璃化转变温度变化不显著。纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性能,且随着包合物添加量的增加抑菌性逐渐增强,其中对金黄色葡萄球菌抑菌性最强。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能研究

目前,采油废水随着石油开采难度的增加,治理难度也相应提高。采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制得了不同比例的PVDF/PAN纳米纤维膜。并对所做出来的PVDF/PAN纳米纤维膜的形貌和性质进行表征,优选出了最佳比例,在最佳质量比PVDF∶PAN=3∶2的基础上,优选出质量分数12%的PVDF/PAN纳米纤维膜进行实验。结果表明:此膜对采油废水的处理效果显著。     

静电纺PLA/PCL复合纳米纤维膜的制备及性能研究

为了减轻溢油事件给生态环境和人们生产生活带来的影响,以天然可降解聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)为材料,采用静电纺制备不同共混比的PLA/PCL复合纳米纤维膜用于疏水吸油。利用扫描电子显微镜观察纤维表面形貌,并测试不同共混比PLA/PCL纤维膜的直径、拉伸性能、水接触角、吸油倍率和保油率。研究结果表明,随着PCL添加量的增加,纤维直径减小,断裂强度减小,而纳米纤维膜的断裂伸长率则从原来的72.53%增加到了118.45%,具有良好的韧性;共混后的PLA/PCL纳米纤维膜的水接触角最高可达140.56°,相比纯PLA纳米纤维膜水接触角增加了2.66°,对机油、花生油和菜籽油的最大吸油倍率分别为47.10g/g、41.13g/g和37.93g/g,对机油的保油率最高可达76.16%,具有良好的疏水亲油性能。     

PLA/MgAlCu-LDH复合材料的制备、表征及性能研究

用溶液插层法制备了PLA/MgAlCu-LDH共混溶液,通过涂膜法制备了不同MgAlCu-LDH含量的PLA/MgAlCu-LDH复合膜,采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、力学性能测试仪器对制备的复合膜的形貌、结构及性能进行测试表征。结果表明:部分PLA分子链插入到MgAlCu-LDH片层间隙中,使得MgAlCu-LDH层间距变大,MgAlCu-LDH作为插层剂对整个共混聚合物的韧性和强度有明显的影响;PLA/MgAlCu-LDH复合材料的杨氏模量随MgAlCu-LDH含量的增加而增加,加入少量MgAlCu-LDH时PLA/MgAlCu-LDH复合材料的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率均增加,在室温下拉伸时,PLA/MgAlCu-LDH 3%(质量分数)复合材料的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率分别比PLA提高14.5%、11.5%和23.7%。     

界面状态对C/PLA复合材料降解特性的影响

研究了具有不同界面结合特性的两种复合材料在体外降解过程中吸水率，质量损失，宏观力学性能与降解时间的关系。结果表明，提高复合材料的界面结合强度可减小C／PLA复合材料的吸水率和质量损失，降低复合材料力学性能（弯曲强度，弯曲模量和剪切强度）和界面结合强度下降的速度，界面结合强度的提高对C／PLA复合材料的降解有明显的抑制作用。     

镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备及表征

为改善羟基磷灰石(HA)/聚乳酸(PLA)复合材料降解后产生的局部酸性环境,提出Mg-HA/PLA复合材料的新体系,采用溶液共混法结合注塑工艺获得Mg-HA/PLA复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析复合材料的显微相貌及物相组成,电子拉伸试验机测试复合材料的力学性能,模拟体液浸泡分析其降解特性。结果表明,采用溶液共混结合注塑工艺可以制备该复合材料;HA与Mg在PLA基体中未出现明显的团聚;HA、Mg与PLA三者保持各自物相;与5%(质量分数)HA/PLA复合材料相比,1.5%(质量分数)Mg添加对5%(质量分数)HA/PLA复合材料的力学性能影响不明显;Mg-HA/PLA复合材料浸泡4周后的pH值为7.41,而HA/PLA复合材料则为6.95。     

同轴静电纺丝制备PCL-PLA芯-壳结构复合纤维及其形态分析

本文采用同轴静电纺丝技术制备聚己内酯(PCL)-聚乳酸(PLA)芯-壳结构复合纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)观察芯层-壳层溶液推进速度、纺丝电压和收集距离对PCL-PLA复合纤维形貌的影响;通过透射电子显微镜(TEM)分析芯层-壳层溶液推进速度比对PCL-PLA芯-壳结构形成的影响。结果表明:当壳层溶液推进速度大于芯层时,形成了完整的芯-壳结构;另外,随着壳层溶液推进速度的增加,PCL-PLA复合纤维芯层含量降低;随着纺丝电压和收集距离的增加,PCL-PLA复合纤维平均直径减小。     

无机成核剂改善聚乳酸结晶性能的研究进展

聚乳酸(PLA)是一种半结晶聚合物,结晶速率非常慢,在实际成型加工过程中几乎不结晶,这在很大程度上影响了聚乳酸的耐热性等性能,故可通过改善结晶性能来改善聚乳酸耐热性等性能。添加无机填料是改善聚乳酸结晶性能行之有效的途径。本文主要介绍了以无机填料为成核剂,将其与PLA共混制备结晶性能优良的复合材料。无机成核剂分散在聚乳酸基体中,成为成核位点,增加成核密度;分子间作用力、分子链较高的取向程度以及较高的结晶度使材料的熔融焓增大、熔融熵减小,从而改善PLA的耐热性。     

PLA、PGA及其共聚物在包装领域应用研究进展

目的 综述聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乙丙交酯(PLGA)及其改性材料在包装领域的研究进展,对改性材料及制备工艺进行展望,为PLA、PGA以及PLGA的改性与制备提供参考。方法 简介PLA、PGA以及PLGA的制备方法、基本性能,并总结近几年改性材料的种类及其制备工艺。结果 对PLA、PGA以及PLGA进行改性,再通过溶液铸膜、吹塑制膜等工艺制备薄膜,制备的薄膜具有优异的抗紫外性能、阻隔性能以及抗菌性能。结论 PLA、PGA以及PLGA具有优异的生物降解性能,通过改性后制备的薄膜性能更加均衡,在包装领域具有极大的应用前景,对聚合物的改性方法还需进行深入研究,制备出性能更加优异的改性材料。     

C/PLA复合材料的体外降解特性研究

对C／PLA复合材料的体外降解特性进行了研究。考察了该复合材料在降解过程中吸水率,质量损失和宏观力学性能的变化,并与PLA进行了对比。结果表明,与PLA相比,C／PLA复合材料的吸水率增加,质量损失下降,弯曲强度和剪切强度的下降速度减小。在体外降解过程中,C／PLA复合材料的界面发生降解,界面弱化是造成复合材料力学性能下降的主要因素。     

新型改性聚乳酸及其体外生物可降解性研究

脂肪族二胺改性聚乳酸是一种具良好亲水性的新型生物材料。详细考查该材料在生理环境中的降解规律对于调整聚合物的合成工艺并对材料进行恰当改性使其具有与体内和/或体外细胞/组织生长速率相匹配的降解和吸收速率具有重要意义。本文以聚(DL乳酸)(PDLLA)和马来酸酐改性聚乳酸(MPLA)为对照,详细研究了丁二胺改性聚乳酸(BMPLA)的体外降解行为,包括pH值(以pH=6.45的蒸馏水为介质)、分子量和失重率(以0.1M、pH=7.4的PBS为介质)的变化情况,试验温度37±0.5℃。为更好地模拟材料在动物体内的降解环境,在整个降解试验中都不更换介质。结果表明BMPLA已基本克服了聚乳酸降解过程中的酸性增强,没有出现PDLLA和MPLA表现的酸致自催化降解现象;BMPLA的分子量(特性黏度)降低速率较PDLLA和MPLA均匀,表示其力学强度是逐渐减小,而不像PDLLA和MPLA呈现体型降解特征,且随二胺含量的增加,其降解速率逐渐减小,提示BMPLA是一种降解产物不呈现酸性、降解过程不呈现体型降解特征、降解速率可调的新型生物材料。     

Flexural strength of fused filament fabricated (FFF) PLA parts on an open-source 3D printer

Fused filament fabrication (FFF) has been widely used to develop prototypes as well as functional parts owing to its capability for creating parts with complex geometries in a short time without the specific requirement of tooling. The mechanical properties of parts produced by FFF exhibit 70%-80% of the mechanical properties of parts produced by injection molding. The mechanical properties of FFF-produced parts are primarily dependent on the selection of various process variables. The mechanical properties of the part can be enhanced through the proper selection of process variables. In the present experimental investigation, the effects of the process variables, viz. raster angle, layer height, and raster width on the flexural properties of FFF-printed polylactic acid (PLA) is studied. The result shows that flexural strength is primarily influenced by layer height followed by raster angle. The sample printed with 100-μm layer height and 0° raster angle exhibits a higher tensile strength. Further, the microscopic examination of the deformed specimen is performed to understand the mode of failure. Specimens printed at different raster angles show different modes of failure.The full text can be downloaded at https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-018-0237-6     

聚乳酸梯度功能材料的制备与应用研究

聚乳酸是一种具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性的高分子材料,近年来,被广泛应用于生物医用及日常生活等领域.梯度功能材料作为一种新型的复合材料,凭借其独特的性能优势受到广泛关注.综述了聚乳酸梯度功能材料的制备方法以及其在国内外应用领域取得的最新研究成果,展望了聚乳酸梯度功能材料未来的发展方向和应用前景.