生物可降解PCL/PLA开孔发泡材料制备及吸油性能

以聚己内酯(PCL)为基体,添加不同含量聚乳酸(PLA)熔融共混制备具有不同分散相形态的PCL/PLA共混物,利用超临界二氧化碳(scCO₂)微孔发泡工艺制备不同发泡倍率和开孔率的PCL/PLA多孔材料用于吸油应用。针对边长3 mm正方体样品溶解度实验发现100 min后CO₂在PCL中已达到饱和吸附状态。PLA分散相含量的增加显著增大了PCL/PLA共混物泡孔密度,并使共混泡孔尺寸减小且分布更加均匀;发泡温度升高6℃,泡孔尺寸增大50%,发泡倍率增大38%,开孔率减小了20%。PCL/PLA开孔材料具有明显的亲油疏水性,发泡倍率越高,疏水性越好;针对花生油和硅油的吸油实验发现材料吸油率与发泡倍率和开孔率整体呈正比,实际吸油量高于理论计算值,10次循环吸油测试后样品吸油率仅降低8.5%,材料吸油量与油品特性黏度关系不大。     

PLA/CNTs微发泡复合材料的制备

用熔融共混法制备不同含量的聚乳酸(PLA)/碳纳米管(CNTs)复合材料,以超临界二氧化碳作为物理发泡剂,通过快速卸压过程制备PLA/CNTs微发泡复合材料,并对其热性能、形貌结构和电性能进行表征和分析。热分析结果表明,在150℃时,随着发泡压力的增加,由于退火和塑化效应的共同作用,与未发泡复合材料的相比,微发泡复合材料的熔点先上升后下降。通过调控二氧化碳的压力及温度,制得具有不同微孔结构的PLA/CNTs发泡复合材料,利用扫描电子显微镜分析上述因素对微发泡复合材料泡孔结构的影响。当CNTs质量分数为3%时,PLA/CNTs复合材料在150℃,16 MPa条件下发泡制得的材料泡孔形貌较好。在150℃下,随着压力的升高,PLA/CNTs微发泡复合材料的电导率减小,在20 MPa下的电导率为3.6×10-2 S/m,与在14 MPa下的8.93 S/m相比降低约3个数量级。在16 MPa下,随着温度的升高,PLA/CNTs微发泡复合材料的电导率减小,在160℃下的电导率为2.9×10-2 S/m,与在145℃下的9.15 S/m相比降低约3个数量级。     

Preparation of polypropylene/high-melt-strength PP open-cell foam for oil absorption

Oil spills not only cause significant economic losses; they also harm the environment. In this study, high-melt-strength polypropylene (HMSPP) and linear polypropylene (PP) were compounded at different ratios and foamed by supercritical CO₂ at various temperatures and pressures to develop open-cell foams for oil absorption applications. The experimental results show that adding HMSPP increased the foam expansion ratio and the open-cell content and that the foam processing window widened with increasing HMSPP content. The oil absorption experiment results show that the amount of oil absorption increased with the foam expansion ratio and that low oil viscosity resulted in high oil absorption. In addition, the amount of oil absorption remained unchanged after 10 cycles of oil absorption experiments. The oil absorption kinetics study shows that the oil absorption process complied with the pseudo-second-order law.     

PLA/PCL纤维及其支架的制备与力学性能研究

将一定质量比聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)进行共混,通过熔融纺丝得到PLA/PCL初生纤维,再经过热拉伸后得到PLA/PCL纤维;利用自制模具采用手工编织的方法制备了PLA/PCL管道支架;对PLA/PCL纤维及其支架的结构与性能进行了表征。结果表明:当PLA/PCL质量比为40:60时,PLA/PCL初生纤维的综合力学性能较好;拉伸温度和拉伸倍数对PLA/PCL初生纤维的力学性能影响较大,当拉伸温度为85℃、拉伸倍数为7时,所得的PLA/PCL纤维力学性能最好;在一定温度区间内,PLA/PCL支架的支撑力随着定型温度的升高而升高,合适的定型温度应为其玻璃化转变温度至130℃之间,制备的PLA/PCL支架具有良好的弯曲性、压缩性和支撑性能,能满足支架应用的需求。     

Effect of cell structure on oil absorption of highly oil absorptive polyurethane foam for on-site use

This article reports the effect of cell structure on oil absorption of highly oil-absorptive polyurethane foam (ON-PUR), which is suitable for on-site foaming. We have developed ON-PUR as an oil absorbing polyurethane foam using a very reactive recipe. ON-PUR was synthesized by mixing polyol, water, additives, and polymeric diphenylmethane diisocyanate (P-MDI) using a high-pressure foaming machine. Density, airflow, oil absorption of this foam, and cell structure by microscopy were measured. From these results, it was found that the airflow of this foam increased by crushing, and the oil absorption of this foam increased sharply in a narrow airflow range (from 0.1 to 0.8 scfm). This increase is estimated to be due to the decrease of closed cell structures by crushing treatment. Furthermore, we constituted on-site foaming system in bench scale, which was expected to be applicable to on-site preparation of ON-PUR. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 65: 179–186, 1997     

基于废旧轮胎胶粉的热塑性弹性体的制备及发泡性能研究

通过沥青改性胶粉及采用相容剂与聚丙烯共混制备了性能优良的热塑性弹性体(TPE)材料,并以超临界流体为发泡剂对其发泡性能进行了研究。实验结果表明,胶粉通过沥青改性后,可以明显地提高TPE的拉断伸长率,并且发泡TPE的泡孔平均直径增大,泡孔密度减少,相对密度减小,但是随着沥青用量的增加,材料的粘度降低,从而出现泡孔破裂和塌陷现象,最后导致泡孔平均直径和泡孔密度减小,相对密度增加。相容剂苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MA)可以提TPE的拉断伸长率并改善泡孔结构。温度的升高和饱和压力的增大,都导致了发泡弹性体的泡孔增大,泡孔密度和相对密度减小。     

多孔介质内超临界CO2流体及泡沫驱油特性的比较实验研究

CO₂混相驱替可以提高原油采收率,因此近年来得到研究者们的广泛关注。使用高温高压驱替设备,利用超临界CO₂流体、超临界CO₂泡沫及N₂泡沫作为驱替介质,对油水饱和孔隙介质中的油相驱替特性开展了比较实验研究。通过对驱替过程沿程压力及对驱替增采油量的测量,对不同驱替手段在孔隙介质内的油相增采特性进行深入研究和探讨。研究发现在温度为50℃、压力为13 MPa时,超临界CO₂流体对多孔介质内的油相驱替效果有显著提升,当压力进一步升高到23 MPa时,油相增采效果不明显。说明在本实验条件下超临界CO₂流体与油相在50℃、13 MPa时可达到混相驱替状态;而采用超临界CO₂泡沫及N₂泡沫注入工艺未能进一步提高出油量。沿程压差测量结果则显示,与N₂泡沫相比,超临界CO₂泡沫在多孔介质试样内的驱替压差较小,起泡性能较差。实验结果对于筛选及评价超临界CO₂驱油工艺具有一定的指导意义。     

超临界CO2萃取丁香油的数值模拟

为了预测超临界CO₂萃取挥发油动态过程,根据挥发油在超临界CO₂与物料之间的质量传递平衡,采用集总参数法建立超临界CO₂萃取丁香油过程的数学模型。结合不同温度、压力、粒径和CO₂流速条件下的实验结果,对方程进行了合理的简化,并利用实验数据拟合出模型中CO₂密度、粒径和流速的系数。验证结果表明模型的计算值和实验值的平均相对误差在6. 88%～57. 78%之间,建立的数值模型能较好地描述实际的超临界CO₂萃取丁香油行为。     

PLA/PCL共混物的红外光谱和拉曼光谱分析

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物,并对其进行红外光谱和拉曼光谱分析对比:PLA/PCL共混物的红外反射光谱在1 274,1 184 cm-1处的峰强度随PCL含量增加而增大,1 090 cm-1处峰强度随PLA含量减少而降低,峰强度与共混组分配比对应关系不太明显;PLA/PCL共混物的拉曼光谱在875 cm-1处出现PLA的中等强度吸收峰,在914 cm-1处出现PCL的中等强度吸收峰,吸收峰强度与共混组分配比间存在明确对应关系;采用拉曼光谱分析PLA/PCL共混物所得信息多于红外光谱,可用该方法对其进行定性和半定量分析。     

剪切速率对聚苯乙烯／超临界CO2发泡体系的影响

在挤出发泡过程中聚合物／超临界CO2发泡体系的形成是气体在剪切混合作用下，通过对流扩散，完全溶解进聚合物形成物理性质均一的均相体系的过程。剪切作用对均相体系的形成具有重要的影响，为了研究剪切对均相体系形成的影响，成功设计了微孔发泡模拟实验机，研究了不同剪切速率作用下均相体系的形成。研究结果表明，随着剪切速率的增加，聚合物和气体的混合程度明显增强，泡孔分布变得均匀，泡孔密度增大。     

Quality of wheat germ oil extracted by liquid and supercritical carbon dioxide

The extraction of wheat germ oil by liquid and supercritical CO₂ is described from the point of view of both operative method and pretreatment of raw material. The best conditions for wheat germ oil extraction are: pressure, 150 bar; temperature, 40°C; and solvent flow rate, 1.5 L/min at standard temperature and pressure. The yields and fatty acid compositions obtained are very similar to those resulting from the conventional extraction process using hexane as solvent (8.0 wt%), although a higher-quality oil is obtained by using CO₂ as solvent (free fatty acids, 12.4%; tocopherol content, 416.7 mg tocopherol/g wheat germ oil). These factors lead to the conclusion that the extraction process using CO₂ could be economically competitive with the conventional process, since it considerably simplifies the oil refinement stages and completely eliminates the solvent distillation stage, which are the most costly processing steps in terms of energy consumption.     

Controlling the foam morphology of supercritical CO2-processed poly(methyl methacrylate) with CO2-philic hybrid nanoparticles

Highly CO₂-philic nanoparticles, octatrimethylsiloxy polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) are used to increase the affinity of poly(methyl methacrylate) (PMMA) to CO₂ in supercritical carbon dioxide (scCO₂) foaming, thus to improve its foaming performance and the foam morphology. PMMA and PMMA-POSS composite foams were produced based on the two-factorial design, at the upper and lower experimental conditions of pressure, temperature, processing time, and venting rate. The foams of PMMA-5% POSS composites exhibited smaller average pore sizes and higher pore densities than neat PMMA and PMMA-0.5% POSS composites. The smallest average pore diameter (0.3 μm) and the highest pore density (6.33 × 10¹² cm⁻³) were obtained with this composite processed at 35°C, 32 MPa, for 24 h and depressurized with fast-venting rate (0.4 MPa/s). ScCO₂ processing decreased the density of the polymer by more than 50%.     

热塑性淀粉／聚己内酯共混物的制备和性能的初步研究

利用热塑性淀粉（TPS）与聚己内酯（PCL）熔融共混并挤出可用来制备完全可生物降解的塑料，研究表明，组分PCL以及增塑剂水和甘油的含量对体系的力学性能和耐水性有显著的影响。     

超临界CO_2微孔发泡PE–LLD/PE–UHMW共混物

研究了线型低密度聚乙烯(PE–LLD)/超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)共混物的超临界CO2微孔发泡行为,探讨了PE–UHMW含量、发泡温度和饱和压力对泡孔形貌的影响。采用差示扫描量热仪和旋转流变仪对PE–LLD及其共混物的热性质和流变性质进行了测试和表征,并通过扫描电子显微镜表征和分析了发泡样品的泡孔形貌。结果表明,少量PE–UHMW的加入可以显著降低PE–LLD发泡样品的孔径,增加孔密度。随着发泡温度的升高,PE–LLD样品的泡孔结构会发生塌陷现象,而加入少量PE–UHMW可以提高基体的黏度,起到支撑孔壁防止塌陷的作用,并最终得到均匀的开孔结构。另一方面,当温度一定时,饱和压力升高可以降低孔径并且得到开孔形貌的泡孔结构。     

聚乳酸/聚氨酯复合多孔材料制备及吸油性能研究

以聚乳酸（PLA）为基体,添加不同含量聚氨酯（TPU）熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物,基于超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺,研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明,随着TPU含量从10 %（质量分数,下同）增加到50 %,共混物从典型的“海?岛”相形态转变为部分共连续相形态,PLA基体黏弹性提升,结晶能力下降;PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀,随着发泡温度的增加,泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小,在94 ℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍,最大开孔率75 %;TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力,94 ℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度,永久形变量最小;针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷,发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比,针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。     

PCL/PVP共混膜的制备及其性能研究

利用溶液浇铸法制备了聚ε-己内酯(PCL)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混膜,分析了PCL/PVP共混膜的结晶性能、相容性、力学性能、亲水性和生物降解性能。结果表明:PVP的加入对PCL的结晶晶型无影响,但产生了稀释作用,两者可以相容且在共混过程中未发生化学反应;一定含量的PVP有助于增强共混膜的力学性能,PVP的质量分数为20%时,PCL/PVP共混膜力学性能最佳;随着PVP含量的增加,共混膜与水的接触角减小,吸水率逐步增大,PCL的亲水性得到改善;PCL/PVP共混膜在磷酸盐缓冲液中的失重率随PVP含量的增加而增大,且共混膜的失重率逐渐由PCL主导过渡到PVP主导,加入脂肪酶可加速PCL/PVP共混膜的降解。     

超临界CO2发泡制备聚氯乙烯微孔材料研究进展

阐述了超临界CO2发泡制备聚氯乙烯（PVC）微孔塑料不同工艺过程及其关键影响因素。介绍了CO2在PVC中的溶解扩散行为及CO2对PVC的增塑作用;分别论述了应用间歇升温发泡法、间歇降压发泡法和连续挤出发泡法制备PVC微孔材料的情况,分析了不同发泡工艺过程的优缺点,并总结了各发泡工艺过程中影响因素和PVC配方组成对发泡样品泡孔形貌和力学性能的影响;最后展望了超临界CO2发泡制备PVC微孔材料的工业化应用前景。     

超临界二氧化碳发泡EPDM/LDPE热塑性弹性体微孔泡沫

本文通过熔融共混制得了EPDM/LDPE热塑性弹性体,压制标准试样,然后使用超临界二氧化碳作为发泡剂在高压反应釜中进行物理发泡。通过万能拉力机测试了弹性体力学性能,用扫描电镜观察了拉伸断面和泡孔的微观结构。结果表明：DCP硫化体系的热塑性弹性体的综合力学性能要优于硫黄硫化体系,随着硫化剂用量的增多,拉伸强度和撕裂强度有一个最大值,硬度上升;橡塑比在4:6时,力学性能达到最佳,最大拉伸强度为7.5MPa,最大撕裂强度为27.6MPa。扫描电镜观察其拉伸断面形貌,表明EPDM橡胶相与LDPE塑料相呈现“海-岛”两相微观结构;泡孔大小均匀性较好,成功制备了微米级微孔泡沫且泡孔大小分布均匀。     

PCL/CNTs复合材料的性能

以聚己内酯(PCL)和碳纳米管(CNTs)为主要材料,采用熔融共混制备PCL/CNTs复合材料。随着CNTs含量增加,以直径为10 nm的CNTs(简称CNTs10)制备的PCL/CNTs10复合材料的拉伸强度先增加后降低,以直径为5 nm的CNTs(简称CNTs5)制备的PCL/CNTs5复合材料的拉伸强度先减小后增大,断裂伸长率先降低后增加,体积电阻率逐步降低。CNTs含量相同时,PCL/CNTs5复合材料的体积电阻率小于PCL/CNTs10;CNTs5含量分别为12%和14%时,复合材料的体积电阻率分别为0.92Ω·cm和0.52Ω·cm。扫描电子显微镜分析发现,随着CNTs含量增加,复合材料表面暴露的CNTs5数量逐渐增多,当CNTs10含量≥12%和CNTs5含量≥10%时出现一定的团聚。CNTs5含量为12%的复合材料综合性能最佳,其体积电阻率为0.92Ω·cm、拉伸强度为26.4 MPa、断裂伸长率为267.7%、撕裂强度为46.0 N/cm;在3.7 V直流电压下通电12 min,可从28℃上升到36℃,20 min后达到38℃,随后温度缓慢上升,该复合材料在热敷保健和医疗器械领域具有良好的应用前景。     

PLA/PCL/HL560生物基医用复合可降解材料的制备与性能

以可降解亲水剂HL560和聚己内酯(PCL)对聚乳酸(PLA)进行改性处理,研究了添加HL560前后PLA性能的变化情况,以及在HL560作用下PCL含量的变化对改性材料力学性能、加工性能、热行为、亲水性和降解行为的影响.结果表明,添加质量分数15％PCL和5％HL560的改性材料弯曲弹性模量比纯PLA提高46.1％,...