聚乳酸/羟丙基淀粉复合降解型材料的制备和表征

羟丙基改性淀粉作为填充剂,在偶联剂作用下与聚乳酸共混、挤出制备聚乳酸/羟丙基淀粉复合降解型材料。随着羟丙基改性淀粉含量的增加,共混材料的硬度略有增加、拉伸强度和断裂伸长率都先减小后增大,材料的吸水率和降解速率增加,且改性淀粉取代度的增加有利于提高材料的韧性。     

聚乳酸/淀粉复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/淀粉复合材料。通过力学测试、DSC、DMA和SEM等分析,研究了聚乳酸和淀粉在不同质量配比下,复合材料力学性能、热性能、吸水率的变化,并研究了增容剂环氧树脂对复合材料性能的影响。通过研究发现,随着淀粉含量的增加,复合材料力学性能下降,结晶度减小,储能模量降低,吸水率增大;环氧树脂的加入能提高复合材料的力学性能;SEM分析表明,聚乳酸/淀粉复合材料的断裂面呈脆性断裂特征。     

聚乳酸/聚乙二醇共混物的结晶与降解行为

针对聚乳酸（PLLA）亲水性差、降解周期长的问题,利用与亲水性高分子聚乙二醇（PEG）共混的方法对其进行改性。采用转矩流变仪制备了不同组成的PLLA/PEG共混物颗粒,系统研究了PLLA/PEG共混物的结晶和熔融、亲水性和在酸碱介质中的降解行为。结果表明,PEG的加入增强了共混物中PLLA的结晶能力,提高了PLLA在降温过程中的熔融结晶温度。PLLA/PEG共混物在等温结晶中表现出比纯PLLA更快的结晶速度。通过改变PLLA/PEG共混物的组成,可调控材料的表面亲水性和降解速率。随着PEG含量的增多,PLLA/PEG共混物的表面接触角降低。PLLA与PLLA/PEG共混物均可在水溶液中降解,共混物的降解速率高于纯PLLA,随着PEG含量的升高和降解液中酸碱浓度的提高,PLLA/PEG共混物的降解速率加快。     

PLLA/聚氧乙烯/改性纳米二氧化钛复合材料制备

以左旋聚乳酸(PLLA)、聚氧乙烯(PEO)、改性纳米TiO2为原料,通过熔融共混、热压成型法制备了PLLA/PEO/改性纳米TiO2复合材料,分别采用傅立叶变换红外光谱,电子拉力试验机,广角X射线衍射仪等对改性纳米TiO2的结构及复合材料的力学性能、结晶性能进行表征,并研究了复合材料在NaOH溶液中的降解行为。结果表明,向PLLA/PEO共混物中加入质量分数为1%的改性纳米TiO2能起到增强增韧的作用,并能显著改善复合材料的结晶性能。在NaOH介质中的降解结果表明,复合材料的降解速率随改性纳米TiO2用量的增加而增大,当纳米TiO2质量分数为5%时,复合材料的降解速率最大。     

热塑性淀粉/聚己内酯复合材料制备与性能

以柠檬酸为增容剂,采用熔融共混的方法制备了不同聚己内酯(PCL)含量的热塑性淀粉/聚己内酯复合材料(TPS/PCL),对复合材料结构、冲击强度、力学性能进行了表征。结果表明:FTIR结果证实PCL的加入对整个体系并未产生明显影响;样品的拉伸强度,断裂伸长率及抗冲击强度随PCL含量大于30份时增加而增大;随着淀粉含量的增加,复合材料的吸水率增加。     

不同拉伸速率下纳米碳酸钙填充PLLA复合材料的拉伸特性

研究了纳米碳酸钙(nano-CaCO3)用量及拉伸速率对聚左旋乳酸(PLLA)/nano-CaCO3复合材料拉伸性能的影响。结果表明:随着nano-CaCO3用量的增加,复合材料的拉伸弹性模量不断增加,当填充量为4 phr时,复合材料拉伸弹性模量比PLLA最大可提高58.3%;最大拉伸强度、拉伸断裂应力及断裂拉伸应变却不断减小。当nano-CaCO3含量相同时,拉伸速率越高,拉伸弹性模量和断裂拉伸应变越高,拉伸强度和拉伸断裂应力却随着拉伸速率的提高先增大后减小。     

聚乳酸/木粉3D打印复合材料的制备与性能研究

以杨木木粉和聚乳酸(PLA)为原料、甘油为增塑剂,采用熔融挤出和3D打印的方法制备了PLA/木粉3D打印复合材料,并研究了增塑剂用量对复合材料性能的影响。结果表明:增塑剂甘油的加入破坏了PLA的结晶结构,并在一定程度上提高了PLA/木粉复合材料两相间的界面相容性。复合材料的各项性能随甘油用量增加呈规律性变化,其中,复合材料的拉伸强度逐渐减小,断裂伸长率先增大后减小,热稳定性小幅降低,而吸水率则逐渐增大。     

PLLA/TPU共混挤出物流变性及聚集态结构的研究

通过熔融共混制备了聚L-乳酸(PLLA)和热塑性聚氨酯(TPU)的共混物,并研究了该PLLA/TPU共混挤出物的流变性能及聚集态结构。结果表明:该PLLA/TPU共混物为假塑性流体,随着共混体系中TPU含量的增加,共混物熔体的表观黏度提高,且非牛顿指数减小,即共混物的黏度对剪切速率的敏感性增强;另外,随着剪切速率或TPU含量的增加,PLLA/TPU共混挤出试样的结晶度呈下降趋势,其断裂强度与模量亦有所降低,而断裂伸长率则有所提高。     

热塑性磷酸酯淀粉的制备与性能研究

以磷酸酯淀粉为基体、甘油和水为增塑剂,使用转矩流变仪制备了磷酸酯热塑性淀粉(TPS)。研究了甘油用量对于材料的塑化性能、流变性能、结晶行为以及力学性能的影响。结果表明:随着甘油含量的增加,热塑性磷酸酯淀粉的平衡扭矩减小,熔体质量流动速率增大,流动性提高,拉伸强度与断裂伸长率先增大后减小,而且结晶度下降,塑化程度提高;当淀粉/甘油/水的质量比为60/30/8时,材料具有较好的力学性能。     

淀粉/聚乙烯醇复合材料的制备及性能

采用玉米淀粉、聚乙烯醇、水及少量甘油为原料,在90～100℃的条件下,直接注塑成型,制备了淀粉/聚乙烯醇复合材料。采用扫描电子显微镜、热重分析仪、万能试验机、冲击试验机及土壤掩埋法,研究了淀粉/聚乙烯醇复合材料的微观形貌、力学性能及降解性能。结果表明,随着聚乙烯醇含量的增加,复合材料的断裂伸长率和冲击强度逐渐上升,当聚乙烯醇含量增至20%时,断裂伸长率和冲击强度分别达到50. 1%、27. 3 k J/m2;降解速率逐渐下降,其值在聚乙烯醇含量增至20%时,下降至39. 0%;拉伸强度呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇含量为10%时,达到最大值15. 0 MPa。     

二氧化硅粒子对热塑性木薯淀粉稳定性能的影响

通过添加二氧化硅(SiO2)到木薯淀粉(TPS)中,采用熔融共混法制备热塑性TPS/SiO2复合材料,研究复合材料的吸水性、生物降解性和熔融行为。结果表明,随着SiO2添加量的增加,TPS吸水率呈下降趋势,且添加经过硅烷偶联剂(KH550)表面处理后的纳米SiO2比未处理的吸水率低。随着生物降解时间的增加,TPS/SiO2复合材料的生物降解率提高;随着SiO2用量的增加,TPS的生物降解率呈下降变化,且SiO2表面处理后能明显提高TPS的生物降解性。随着SiO2用量的增加,TPS的熔融峰增加,且添加SiO2表面处理后的TPS熔融峰比未经表面处理的SiO2高。     

聚乙二醇对聚乳酸/淀粉纳米晶复合材料性能的影响

以聚乳酸（PLA）和淀粉纳米晶（SNC）为主要原料,聚乙二醇（PEG）为增塑剂,采用溶剂蒸发法制备PLA/SNC和PLA/SNC/PEG复合材料,通过差示扫描量热仪（DSC）、热台偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了PEG对复合材料结晶行为、力学性能及界面相容性的影响。结果表明,PEG能够与SNC协同促进PLA结晶,使PLA/SNC/PEG复合材料的结晶速率明显提高;PEG的添加未改变PLA/SNC复合材料的结晶结构;随着PEG含量的增加,PLA/4%（质量分数,下同）SNC复合材料的拉伸强度先升高后下降,断裂伸长率不断提高;当PEG含量为2%时,PLA/4%SNC/2%PEG复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为47.86 MPa,断裂伸长率为10.20%,PLA与SNC间界面相容性得到改善。     

核壳型聚丙烯酸酯乳液的耐水性能研究

采用种子乳液二阶段聚合法,制备了经丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)交联、具有核壳结构的甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)/丙烯腈(AN)复合乳液,研究了核壳软硬单体比、AN及壳层中交联单体AM含量对乳胶膜吸水率的影响。结果表明:乳胶膜吸水率主要受壳层软硬单体比例的影响,软硬单体比值越小,乳胶膜的吸水率越低;丙烯酸/丙烯酰胺复合交联剂对乳胶膜吸水率的影响不明显;功能单体丙烯腈可明显降低乳胶膜的吸水率,乳胶膜吸水率随丙烯腈含量的增加而逐渐降低,最低达到9.40%。     

Hydrolytic Degradation of Amorphous Films of L‐Lactide Copolymers with Glycolide and D‐Lactide

Summary: Films of poly(L ‐lactic acid) (PLLA) and copolymers of L ‐lactide (LLA) with either glycolide [P(LLA‐GA)](81/19) or D ‐lactide [P(LLA‐DLA)](77/23) were prepared and an effect of comonomer type on the hydrolytic degradation of the films was studied in phosphate‐buffered solutions at 37 °C. The degraded films were investigated using gravimetry (weight loss and water absorption), gel permeation chromatography, DSC, X‐ray diffractometry, tensile testing and polarization optical microscopy. To exclude the effects of molecular weight and crystallinity on hydrolytic degradation, the films were prepared from polymers with similar molecular weights and were made amorphous by melt quenching. It was found that the hydrolytic degradation rate decreased in the order P(LLA‐GA) > P(LLA‐DLA) > PLLA. The hydrolytic degradation rate constant of PLLA and LLA copolymer films increased with increasing the water absorption (hydrophilicity), or with decreasing the initial glass transition temperature or the L ‐lactyl unit sequence length, indicating that the hydrolytic degradation rate of the copolymers was closely related to these three parameters. The crystallization of P(LLA‐GA) film occurred within hydrolytic degradation for 20 weeks.

M_n of PLLA and LLA copolymer films as a function of hydrolytic degradation time.     

The starch grafted poly(l-lactide) and the physical properties of its blending composites

A new method of the surface modified starch (SM-St) by grafting reaction of the hydroxyl groups on the starch with l-lactic acid was developed. A novel biodegradable starch grafted copolymer, starch-g-poly(l-lactide) (St-g-PLLA), was synthesized in situ by the ring-opening graft polymerization of a l-lactide (LLA) monomer onto the surface of the SM-St granules in the presence of Sn(Oct)₂ as a catalyst. The PLLA grafting efficiency could reach as high as 64 wt%. The structure of St-g-PLLA was characterized by IR, DSC and WAXD. The good adhesion between the two components had been evidenced by SEM observations. The medium-resistance of St-g-PLLA and the mechanical properties of the PLLA composite blending with St-g-PLLA were much better than that of the PLLA/starch blending composite.     

Effect of different thermal treatments on the mechanical performance of poly(L‐lactic acid) based eco‐composites

PLLA‐based eco‐composites reinforced with kenaf fiber and rice straw and containing red or yellow pigments have been studied. The mechanical behavior of the composites was tested by DMTA at two different annealing temperatures (65°C and 85°C) and times (15 min and 120 min) as well as at two preparation conditions: vacuum drying and long time at room temperature. A decrease of microhardness was observed during the water absorption tests. Moreover, the rice straw‐based composites absorbed more water than the kenaf‐ones. Generally, the dyed NFs composites presented better water resistance than undyed ones. The pigments improved the adhesion and led to better mechanical performance. The natural fibers favored the cold crystallization process of PLLA and shifted the cold crystallization peak temperature to lower values, as it was confirmed by DSC measurements. The values of tensile storage modulus obtained after different preparation condition were strongly affected by the process of physical ageing. According to, tan δ parameter, the samples stored at room temperature for a long time showed the highest amorphous content. The PLLA eco‐composite reinforced with kenaf fibers, dyed with the red pigment, and annealed at 85°C for 2 h displays the best mechanical properties. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

淀粉/PVA降解塑料耐水性能的研究

实现了淀粉/PVA塑料的热塑性加工,并用正交法研究了PVA、甘油、柠檬酸、水和硼砂用量对淀粉/PVA塑料的耐水性能和力学性能的影响。结果表明:甘油、柠檬酸和水可有效改善淀粉/PVA塑料的加工性能;适量的柠檬酸和甘油可以提高淀粉/PVA塑料的耐水性能;硼砂可以交联淀粉和PVA,并提高淀粉/PVA塑料的耐水性能;增加PVA的用量也可明显提高淀粉塑料的耐水性能。当淀粉与PVA质量比为50/50时,淀粉与PVA的相容性最好。     

聚L-乳酸/菜籽蛋白共混纳米纤维毡的制备与表征

以聚L-乳酸、菜籽蛋白为原料,高压静电纺丝制备聚L-乳酸(PLLA)/菜籽蛋白共混复合纳米纤维毡,考察了不同电压、极距和三氟乙酸添加量对纳米纤维形态及直径的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对相关产物进行结构表征。结果表明:复合纤维中PLLA与菜籽蛋白之间以氢键结合,PLLA的结晶性能降低;PLLA纺丝溶液中,菜籽蛋白的三氟乙酸溶液的适量引入可显著提高纺丝速率。在PLLA质量浓度为24%的氯仿溶液中,6.5%菜籽蛋白的三氟乙酸溶液加入量为0.25 mL,电压16 kV,极距10 cm的条件下,可快速制备平均直径622 nm的PLLA/菜籽蛋白复合纳米纤维毡,纺丝速率达到5.2 mg/min。     

端羧基修饰单宁酸/没食子酸环氧树脂复合材料的制备与性能研究

通过A₂+B₃一步法及缩聚反应分别制备生物质超支化聚合物 （CTMTA）和没食子酸环氧树脂（GAER）,采用熔融共混法制备了没食子酸环氧树脂（GAER）/甲基四氢苯酐（MTHPA）/2?甲基咪唑（2?MI）/ 超支化聚合物 （CTMTA）复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振仪（¹H?NMR）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、力学性能和吸水率等试验,研究了CTMTA 含量对GAER/MTHPA/2?MI复合体系性能的影响。结果表明,CTMTA的加入能提高复合体系的力学性能和吸水率,降低复合体系的固化温度。当CTMTA含量为1.5 %（质量分数,下同）时,GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的力学性能和吸水率最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和吸水率分别比GAER/MTHPA/2?MI体系提高了33 %、37 %、47.6 %和45.5 %。GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的最佳固化工艺参数为110 ℃/20 min。     

锂离子电池用硅-石墨/炭复合负极材料的电化学性能研究（英文）

以纳米硅、石墨和马铃薯淀粉为原料制备硅-石墨/炭复合负极材料,探讨复合材料的制备工艺对其电化学性能的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射法对材料的颗粒形貌和微晶结构进行表征。研究表明:当复合材料中m(Si)/m(graphite)为1∶4,球磨时间为10 h时,复合材料经20次循环后其可逆容量仍为466 mA·h/g,显示出良好的电化学性能,进一步分析表明纳米硅和石墨均对复合材料的可逆容量做出贡献,而且复合材料中含量较高的石墨的颗粒形貌和微晶结构对其电化学性能起关键性作用。