芦苇纤维对聚乳酸复合材料结晶行为的影响

文章以硅烷偶联剂处理后的改性芦苇纤维(modified reed fiber,MRF)作为填充料,以聚乳酸(polylactic acid,PLA)为基体,熔融共混制备MRF/PLA复合材料,并通过差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)、X-射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、偏光显微镜(polarizing optical microscope,POM)等测试研究MRF对PLA结晶性能的影响。检测结果表明:MRF与未改性的芦苇纤维(reed fiber,RF)相比,MRF对提升PLA的结晶性能的效果更显著,且MRF在PLA基体中具有异相成核促进作用,可显著提升PLA的结晶速率和结晶度;在添加20%的MRF时,PLA的结晶度提高了10.8%,结晶温度上升了11.4℃;在98℃进行等温结晶时,PLA的结晶诱导期和半结晶时间(t_(1/2))分别由原来的4.4 min和14.3 min缩短至0.8 min和1.1 min。     

纳米CaCO3/聚丙烯的结晶熔融多峰行为研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了纳米CaCO3/PP和改性纳米CaCO3/PP的非等温和等温结晶的多熔融行为。结果表明纳米CaCO3明显提高PP的结晶温度,诱导PP形成β晶。反应性单体改性纳米CaCO3/PP的结晶温度进一步提高,但对β晶熔融峰强影响不大。而在引发剂存在下反应性单体改性的纳米CaCO3/PP,促进β晶的熔融峰强明显增强。PP出现双熔融峰与PP形成β晶或者在等温结晶时形成两种不同形态有关。结晶温度提高,双峰移向高温;纳米CaCO3/PP的高温熔融峰高比低温熔融峰的高,但改性纳米CaCO3/PP在较高结晶温度时,高温熔融峰高反而比低温熔融峰的低。延长等温结晶时间对熔融峰温影响不大。     

羟基磷灰石/柞蚕丝素核壳结构纳米纤维的制备及表征

利用同轴静电纺装置纺制了羟基磷灰石/柞蚕丝素(HAP/TSF)核壳结构纳米纤维.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、X衍射研究了不同质量比的HAP/TSF纳米纤维的形貌和结晶结构.研究表明,与纯的柞蚕丝素纳米纤维相比,核壳结构纳米纤维直径显著增加,但是HAP的含量对核壳结构纳米纤维直径影响不明显.核壳结构纳米纤维呈现明显的皮芯结构,且作为皮层的TSF皮层能够很好地包覆作为芯层的HAP,随着HAP与TSF质量比(mHAP∶mTSF)的增加,芯层厚度逐渐增加,皮层厚度逐渐减小.纯的柞蚕丝素纳米纤维呈现的是丝素Ⅰ的结晶结构,添加HAP对柞蚕丝素纳米纤维的结晶结构影响不大,核壳结构纳米纤维出现了少量归属于HAP的衍射峰.     

PLA/热塑性淀粉和PLA/亚麻纤维可降解复合材料的性能研究

使用熔融共混方法,制备了PLA/热塑性淀粉(PLA/TPS)和PLA/亚麻纤维(PLA/FF)复合材料.研究结果表明,随着热塑性淀粉或者亚麻纤维用量的增加,PLA复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都有所降低;而PLA的结晶速率呈现显著增大,并且晶粒细化;添加热塑性淀粉或者亚麻纤维,能够增加PLA复合材料的降解速率.     

BaFe12O19/PLA复合材料的制备及性能研究

以钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)为微波吸收剂、聚乳酸(PLA)为基体,经过球磨、单螺杆熔融挤出制备BaFe₁₂O₁₉/PLA复合线材,利用熔融沉积成型(FDM)制备出BaFe₁₂O₁₉/PLA复合材料.分别利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对所制备的不同比例的BaFe₁₂O₁₉/PLA复合材料进行物相研究、微观形貌分析和电磁性能表征.拉伸测试结果表明：随着BaFe₁₂O₁₉含量的提升,BaFe₁₂O₁₉/PLA复合材料的力学性能持续下降,当BaFe₁₂O₁₉含量在20%时,拉伸强度和断裂延伸率较纯PLA分别下降了15.69%、36.83%;当BaFe₁₂O₁₉含量在30%时,拉伸强度和断裂延伸率出现了较大幅度的下降,分别为41.28%、66...     

聚(ε-己内酯)/纳米CaCO3复合材料结晶及力学性能研究

用熔融共混法制备了聚己内酯(PCL)/纳米CaCO3复合材料,考察了纳米CaCO3对PCL结晶性能和纳米CaCO3含量对PCL/纳米CaCO3复合材料力学及形状记忆性能的影响。DSC结果显示纳米CaCO3对PCL的成核结晶有一定促进作用,辐照交联使PCL的结晶熔融温度和开始结晶温度分别提高3~5℃和2~5℃;DMA结果显示复合材料的模量随纳米CaCO3含量增加而增大,但高于40%后基本无变化。纳米CaCO3含量在5%~15%范围内能明显提高PCL的拉伸强度、弯曲强度和杨氏模量;辐照交联也起到增强各组分复合材料力学性能的作用,其变化的规律与交联前一致。复合材料经辐照交联后具有形状记忆特性,随着纳米CaCO3含量的增加,形变后的材料在熔融温度下开始回复所需时间缩短,回复速率加快,所有组成的样品在所测试的实验条件下最终回复率达97%以上。扫描电子显微镜观察表明纳米CaCO3粒子在PCL基质中无明显团聚现象。     

聚乳酸/醋酸纤维素酯熔融挤出共混物制备及性能研究

通过双螺杆熔融挤出共混制备得到不同含量比聚乳酸(PLA)/醋酸丁酸纤维素酯(CAB)共混物.采用差示扫描量热仪(DSC)对材料进行了等温和非等温结晶行为研究.发现PLA与CAB为不相容体系,且CAB能有效降低PLA的结晶速率;进一步采用傅里叶红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)以及热机械分析(TMA)对共混物组分进行了表征测试.结果表明CAB在PLA基体中主要以纳米颗粒状的形式分散,平均尺寸约为160nm,并且CAB在质量含量较高时可形成逾渗网络结构.CAB及其网络结构能够有效抑制PLA链段的运动,从而降低其结晶速率.     

4,4′-二氨基二环己基甲烷基微晶尼龙的结晶行为

采用DSC研究了微晶态与熔融态的4,4′-二氨基二环己基甲烷基尼龙(PA PACM12)的结晶及熔融行为.在425~441 K等温结晶1 h,微晶态的PA PACM12低温熔融峰的峰值温度(T1m)从447.2 K逐渐升高到466.1 K,高温熔融峰的峰值温度(T2m)不变.在441 K等温结晶1~144 h,T1m从457.3 K逐渐增加到514.7 K,T2m不变.在473~489 K熔体等温结晶1 h后,PA PACM12的T1m从493.6 K升高到508.9 K,T2m从522.1 K升至526.6 K;在468 K等温结晶1~144 h后,T1m从490.3 K升高至515.6 K,T2m不变.WAXD结果表明微晶态的PA PACM12为α晶型晶体.     

聚乳酸/聚氨酯/聚乙烯吡咯烷酮降解材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚氨酯(PU)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合材料,利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜和降解性能测试对其结构和性质进行了表征分析.结果表明:PU和PVP在基体PLA中可均匀分散且有效结合,该复合材料的拉伸强度可达69.18 MPa,断裂伸长率可提高1倍.降解实验表明,复合材料在不同介质中均呈现出随降解时间的延长,质量不断降低的趋势.     

PLA/HBP复合材料的制备及性能研究

将生物可降解聚乳酸(PLA)与超支化聚酰胺酯(HBP)通过熔融共混制备成复合材料,考察了HBP的含量对复合材料的冲击性能、热稳定性和流变性能的影响.研究发现:HBP的质量分数不超过10%时,添加HBP可以有效提高PLA的韧性,且对基体PLA的热稳定性影响不大;HBP的加入极大地影响了材料的加工性能,即使添加少量的HBP也会使共混体系的熔体黏度产生极大的下降.     

尼龙66/蒙脱土纳米复合材料的制备及其电性能

用聚合物蒙脱土纳米复合材料的方法,首先,将尼龙66(PA66)和有机改性的Na-蒙脱土(OMMT)采用熔融共混,得到尼龙66/OMMT复合材料.在制备完成时,用X射线衍射仪研究PA66/OMMT中晶型变化与插层效果的影响.研究复合材料的热性能、微观结构、表面电阻和结晶行为,结果都表明OMMT对PA66有明显的影响.DSC显示出OMMT存在对PA66/OMMT复合材料非等温结晶行为的影响.OMMT的含量对OMMT在PA66基体中的分散以及材料的导电性质都有重要的影响.     

淬火和退火后尼龙6的X射线衍射谱

采用X射线衍射研究尼龙6等温结晶后淬火和退火的结晶行为, 并根据实验结果分析了高温结晶峰产生的原因. 结果表明: 在温度高于443 K等温结晶和温度高于473 K退火的尼龙6中, 在2θ=28.5°处出现一个高温结晶衍射峰; 高温结晶峰的强度与尼龙6薄膜的热历史有关, 若尼龙6在等温结晶和退火后空冷, 则无高温结晶峰存在.     

纳米CaCO3/β-聚丙烯/短切涤纶纤维三元复合材料的结晶行为

通过挤出共混制备纳米碳酸钙/β-成核聚丙烯/短切涤纶纤维复合材料,用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)改善相容性.研究了材料中PP的结晶和熔融行为,用修正Jeziorny法、Ozawa法及莫志深法处理了PP的非等温结晶行为.结果表明涤纶纤维和CaCO3能够促进PP的结晶和诱导形成β晶.加入β-成核剂后可得较高β晶含量的复合材料,相容剂对β-成核剂的协同作用使得β晶含量进一步增加.莫志深法能够很好地描叙复合材料中PP的非等温结晶动力学过程,而Jeziorny法和Ozawa法分析的效果不理想.     

聚芳醚酮的玻璃化转变和熔融行为

聚芳醚酮(Poly(oxy—1,4—phenylene carbonyl—1,4—phenylene),简称 PEK)是一种含有苯环的耐高温聚合物。本文用 DSC 法研究了 PEK 的玻礅化转变和熔融行为。PEK 是一种半结晶的高聚物。骤冷的 PEK 再升温时,可以看到十分明显的玻璃化转变过程和冷结晶过程,它的玻璃化转变温度 T_g 为158.2℃,T_g 下的热容变化△C_p 为0.244J/g·K,平衡冷结晶温度 T°(?)为179.9℃,平衡熔融温度 T°m(H)为379.0℃,熔融热△H_m(H)为53.5J/g。骤冷 PEK 在不同温度(250～310℃)等温结晶15min 后,其 DSC 曲线上可以看到数个熔融峰。随结晶温度升高,温度较高的主熔融峰温度 T_m(H)略有升高,温度较低的熔融峰温度 T_m(L)大约在结晶温度以上20℃;温度较高的熔融峰面积△H_m(H)不变,温度较低的熔融峰面积△H_m(L)增加,△C_p 下降,T_g 升高。将骤冷的 PEK 从略高于 T_g 的温度(159.0℃)以不同速率降温,再升温时,可以看到 PEK 玻璃化转变的滞后现象。随降温速度下降,滞后现象变得十分明显。滞后峰面积△H_h 与降温速度的对数呈线性关系。     

不同含量的NBG对NBG/PLGA复合材料等温结晶、形貌和力学性能的影响

先采用碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术制备纳米生物活性玻璃(NBG),再利用溶液共混的方法制备不同比例的纳米生物活性玻璃/聚丙交酯-乙交酯(NBG/PLGA)生物可降解复合材料(NBG含量为3%,5%,10%,20%及30%).利用FTIR,SEM和EDS分析NBG表面形貌、元素组成和NBG/PLGA复合材料断面形貌;DSC和SANS微机控制电子万能试验机分析不同含量的NBG对复合材料在不同温度下等温结晶行为和力学性能的影响.结果表明,碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术成功获得了分散性良好的纳米生物活性玻璃粉末;与未添加NBG的PLGA相比,NBG作为异相成核剂,有效提高了PLGA复合材料结晶能力,复合材料结晶时间随NBG含量增加而缩短.Avrami方程可用于描述本研究中NBG/PLGA复合材料的等温结晶过程.复合材料拉伸强度和断裂伸长率随NBG含量的增加,先增强后降低,NBG的最佳添加量为10%,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别比纯PLGA提高28.79%和56.09%.该生物复合材料有望用于骨修复材料.     

熔融共混法尼龙66/CaCO_3复合材料性能研究

通过熔融共混法在双螺杆挤出机上制备了尼龙66/纳米CaCO_3复合材料,采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PLM)、热失重(TGA)和差示扫描量热(DSC)的表征方法研究了纳米碳酸钙对尼龙66/纳米CaCO_3复合材料的多晶行为和热性能的影响.结果表明:纳米碳酸钙粒子在尼龙66基体中分散不均,以团聚体的形式存在;纳米碳酸钙具有异相成核作用,能够使球晶的尺寸减小;尼龙66的分解温度为400℃,纳米CaCO_3的添加使分解温度降低.同时,DSC测试表明,材料中的β晶型使材料的熔融温度降低;添加在尼龙66基体中的纳米碳酸钙会导致结晶温度的降低和吸热峰半高宽的增加;冷却速率越大,结晶温度越低,结晶温度范围越宽.     

原位增容PLA/淀粉复合材料的制备及其非等温结晶动力学研究

采用MAH为增容剂,通过原位增容的方法制备了PLA/淀粉复合材料,研究了原料配比和MAH含量对复合材料的化学结构和热性能的影响,并借助Ozawa法和Mo法探讨了复合材料的非等温结晶动力学。研究结果发现,MAH加入后,复合材料的红外光谱图中羰基吸收峰强度明显增大,相同共混比例复合材料的T_g、T_m有所下降,而T_c和结晶度升高;随着MAH用量的增加,复合材料的T_g、T_c、X_c逐渐降低;非等温结晶动力学结果表明,Ozawa法计算得到的曲线的拟合系数较小,线性较差,而Mo法计算得到的数据有很好的线性关系,说明Mo较Ozawa能更好地描述PLA/淀粉复合材料的非等温结晶过程。     

纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

PEG/石墨烯气凝胶相变复合材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG)为相变材料,石墨烯气凝胶(GA)为基体,分别采用水热法和热熔渗法两种方法制备PEG/GA相变复合材料。利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)等对相变复合材料的微观结构、化学组成和热物性参数进行表征,同时采用液相泄漏和表面温度测试实验表征材料的防泄漏和隔热性能。结果表明:水热法的最优水热反应温度为180℃,而最优反应时间为12 h,PEG与GA为物理混合且复合良好,无高温液相泄漏发生,相变复合材料的熔化焓为139.4 J/g,结晶焓为175.7 J/g,而50次热循环后的熔化焓降低到139.4 J/g,结晶焓减小到149.0 J/g。热熔渗法中最优热熔渗温度为90℃,而最优浸渍时间为45 min,PEG与GA为物理混合且PEG分子链以特定方向排布于石墨烯片层中间,同时该复合材料也无液相泄漏发生,相变复合材料的熔化焓为205.2 J/g,结晶焓为223.4 J/g,而50次热循环后相变焓基本没有变化,热熔渗法PEG/GA相变复合材料具有更优异的结构和性能。     

蒙脱土/聚丙烯成核机理的α→β转变

蒙脱土(MMT)填充等规聚丙烯(i PP)仅形成α-晶。该文利用MMT的Ca2+与庚二酸(PA)反应形成庚二酸钙(Ca PA)制备了表面负载β-成核剂的MMT(β-MMT),FTIR和TGA证实了β-MMT表面Ca PA的形成。采用DSC和XRD研究了β-MMT填充i PP纳米复合材料的β-成核作用和β-晶含量,观察到随着MMT/PA质量比减小(即PA用量增加),i PP复合材料的结晶峰温提高,α-晶熔融峰强逐渐减弱,β-晶熔融峰强逐渐增强,最后仅出现β-晶熔融单峰,表明β-成核作用增强。XRD结果表明随着MMT/PA质量比减小,β-晶含量逐步提高,当MMT/PA质量比为100制备的β-MMT填充i PP纳米复合材料全部形成β-晶。以上结果表明,MMT粒子表面负载β-成核剂可实现MMT填充i PP复合材料结晶从α-晶转变为β-晶。