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。     

冷结晶对杨木纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用杨木纤维与聚乳酸(PLA)粉末共混压制成一种新型生物质复合材料,以不同升温方式对纯PLA板材及其复合材料进行冷结晶,并通过示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和万能力学试验机等对其进行测试和表征。结果表明:通过冷结晶方法,纯PLA板材和复合材料的结晶度分别由6%和18.3%提高到50%左右,两者的密度和冲击强度没有发生明显变化; 但是复合材料弯曲强度和模量分别下降了约30%和16%,纯PLA板的弯曲强度也有一定程度的下降。通过SEM对复合材料微观结构进行表征,发现力学强度的下降是由于结晶后的PLA基体与木纤维之间的界面相容性变差造成的。通过POM观察冷结晶过程,发现纯PLA板及其复合材料形成大量的微小晶体,导致两者的透明性下降,因此,调控晶体结晶度有望成为改变PLA材料透明性能的新方法。     

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。     

不同改性剂对PP/CaCO_3复合材料结晶和动态力学性能的影响

以马来酸酐(MAH)、聚丙烯蜡(PPW)为主要原料,采用原位固相接枝改性法制得PP/Ca-CO3-MAH-PPW复合材料,对改性CaCO_3进行表面性能分析,并与PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料进行结晶、动态力学和耐热性能的比较.结果表明,CaCO_3经原位固相接枝改性后,表面极性减弱,与PP的界面张力降低、相容性提高; CaCO_3表面的PPW层虽会阻碍CaCO_3的异相成核作用,但其可使复合材料形成适宜的界面粘接,有利于材料韧性的提高; CaCO_3-MAH-PPW可降低基体分子链的缠绕程度,增加其柔顺性,使复合材料玻璃化转变温度下降. PP-g-MAH的存在有助于提高PP/PP-g-MAH/CaCO_3复合材料的结晶温度,与基体形成较强的界面粘接,提高复合材料的模量、强度以及耐热性能.     

纳米凹凸棒对聚乳酸结晶行为的影响

采用熔融共混法制备了不同凹凸棒(Attapulgite,AT)含量的聚乳酸(PLA)/AT纳米复合材料.通过DSC研究了AT对PLA结晶行为的影响.结果显示,少量AT(≤3%)的加入使得PLA的冷结晶温度升高、高温熔融峰焓值下降,表明少量AT对PLA的结晶有抑制作用.当AT含量增加时(≥8%),PLA的冷结晶温度逐渐降低、高温熔融峰焓值逐渐增加,表明AT具有促进PLA结晶的能力.材料中,AT含量对PLA结晶能力有极大的影响.在379K进行等温结晶时,PLA的半结晶时间(t_(1/2))为4.47min;添加1%AT时,t_(1/2)增至5.63 min;而当添加8%AT时,t_(1/2)降低至3.98 min.同时,AT的加入使得PLA的结晶活化能E明显降低.在368~398K范围内,对PLA/AT纳米复合材料的熔体等温结晶动力学过程进行了分析.计算得到Avrami指数n为2.34~2.42,表明PLA主要以球晶形式生长.     

成核改性对聚乳酸结晶行为的影响

选用PPA-Zn、TMC-328和TMP-3000为成核剂(NA),分别与聚乳酸(PLA)熔融共混,改性制备成PLA/NA复合材料,通过差示扫描量热分析、偏光显微观察、X射线衍射、动态热力学分析和热变形温度测试研究PLA/NA材料的结晶行为、动态热力学性能和耐热性能。结果表明,3种成核剂中,PPA-Zn和TMC-328更能提高PLA结晶度、储能模量和热变形温度,PLA/PPA-Zn和PLA/TMC-328半结晶时间分别为0.27min和0.28min,晶体形貌分别为针状晶和枝状晶,为α晶型,初始储能模量分别为3.921GPa和4.486GPa,110℃退火60s结晶后的热变形温度分为127.1℃和121.1℃。     

PBC/PLA/凹凸棒土纳米复合材料的制备与性能研究

将聚碳酸丁二醇酯(PBC)/聚乳酸(PLA)全生物降解材料与凹凸棒土制备成PBC/PLA/凹凸棒土纳米复合材料,研究了凹凸棒土对共混材料性能的影响。采用热失重(TG)、差热扫描量热法(DSC)等测试分析方法,分别对全生物降解材料的热性能及结晶性能进行分析和研究。结果表明,加入凹凸棒土制备的全生物降解材料的热稳定性及结晶度都有所提高,改善了材料的性能,扩大了其应用领域。     

碳酸钙填充β-成核PP复合材料的力学性能

为研究β-晶对碳酸钙填充PP复合材料力学性能的影响,该文采用负载β-成核剂的纳米碳酸钙(β-CC)混合纳米碳酸钙(CC)或微米碳酸钙(WC)填充PP制备了β-PP复合材料及其PP-g-MA、POE-g-MA和EVA-g-MA作为相容剂的增容复合材料。力学性能研究结果表明,随着CC和WC用量增加,PP拉伸强度降低、模量提高;β-CC填充PP复合材料模量提高,拉伸强度变化不大。PP-g-MA增容提高填充PP复合材料拉伸强度、杨氏模量和冲击强度;POE-g-MA增容明显提高冲击强度,EVA-g-MA增容降低拉伸性能。β-CC/PP复合材料冲击强度随着β-CC用量增加而提高,β-CC/CC/PP和β-CC/WC/PP冲击强度高于CC/PP(w(CC)/w(PP)=5/95)和WC/PP(w(WC)/w(PP)=5/95)复合材料归结于高韧性β-晶形成。     

超声挤出制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/膨胀石墨复合材料及其结晶和分散形态

采用超声挤出制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/膨胀石墨复合材料(PET/EG),考察不同功率下复合材料的结构演变以及功率对复合材料熔融及结晶行为的影响.结果表明,超声辐照能使EG粒子尺寸减小,使其在基体PET中的分散更均匀.由于粒子的成核效应,PET/EG复合材料的结晶温度和结晶度都有所提高;引入超声后,复合材料结晶温度提高.TGA结果分析表明,超声辐照能提高PET/EG复合材料的热稳定性.     

聚乙二醇对稻秸纤维/PHBV复合材料性能的影响

以稻秸原料制备的纳米纤维素(NCC)为增强相,聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)为基体材料,聚乙二醇为界面相容剂,采用溶剂浇筑法制备了稻秸NCC/PHBV复合材料。利用FTIR、XPS和DSC探讨了聚乙二醇的添加量(质量分数5%、10%、15%、20%、30%)对纳米复合材料界面结合性能和结晶性能的影响。结果表明,聚乙二醇可以与稻秸NCC、PHBV之间形成较强的氢键、C—O、O—C—O和CO,改善两者之间的界面相容性。聚乙二醇的加入可以降低纳米复合材料的结晶温度和结晶度,当聚乙二醇的添加量达到30%时,纳米复合材料的结晶温度降低了20.4℃,结晶度降低了53%。     

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.     

聚乙二醇对稻秸纤维/PHBV复合材料性能的影响

以稻秸原料制备的纳米纤维素(NCC)为增强相,聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)为基体材料,聚乙二醇为界面相容剂,采用溶剂浇筑法制备了稻秸NCC/PHBV复合材料。利用FTIR、XPS和DSC探讨了聚乙二醇的添加量(质量分数5%、10%、15%、20%、30%)对纳米复合材料界面结合性能和结晶性能的影响。结果表明,聚乙二醇可以与稻秸NCC、PHBV之间形成较强的氢键、C—O、O—C—O和CO,改善两者之间的界面相容性。聚乙二醇的加入可以降低纳米复合材料的结晶温度和结晶度,当聚乙二醇的添加量达到30%时,纳米复合材料的结晶温度降低了20.4℃,结晶度降低了53%。     

CaCO3纳米晶须对PBT/PE/LCI杂化材料性能的影响

合成了一种CaCO3纳米晶须和主链含磺酸基的液晶离聚物(LCI),采用熔融共混法制备了PBT/PE/LCI/CaCO3纳米晶须杂化材料.通过DSC,红外图像系统和拉伸试验对共混体系的热行为、形态结构和力学性能进行了研究.结果表明:在共混体系中加入质量分数为3%LCI时,提高了PBT的结晶温度和结晶度,并且分散相均匀地分散在PBT基体中,证实LCI发挥增容剂的作用;当LCI质量分数为3%和CaCO3纳米晶须质量分数为5%时,杂化材料的力学性能达到了最大值,证实了LCI同时起到了增容和增强作用.     

不同改性方法及助剂对PBS/杨木粉复合材料力学性能的影响

采用不同的方法处理杨木粉,并对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行共混改性,采用熔融法制备了PBS/杨木粉复合材料,研究了木粉含量以及碱化处理对复合材料力学性能的影响;研究了增容剂和邻苯二甲酸酐含量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料冲击断面的表面形貌.研究结果表明:碱化处理有利于力学性能的提高,邻苯二甲酸酐质量分数达到30%时,冲击性能达到最大,增容剂质量分数为2%时,复合材料的力学性能最佳.     

埃洛石纳米管/重质碳酸钙/抗冲共聚聚丙烯复合材料的制备及其性能表征

采用双螺杆挤出造粒和注塑成型的方法成功制备了埃洛石纳米管/重质碳酸钙/抗冲共聚聚丙烯(HNTs/CaCO_3/IPC)复合材料.运用扫描电镜(SEM)观察复合材料的冲击断面,通过透射电镜(TEM)研究其中填充的无机纳米粒子的分散状况,并分析探讨了复合材料的力学性能.结果表明:在HNTs/CaCO_3/IPC复合体系中,HNTs和CaCO_3无机微纳米材料的共同填充不但提高了复合材料的冲击强度,而且增强了其弯曲模量;当填充HNTs的质量分数为2.0%时,无机纳米粒子在基体中分散均匀且能与基体间形成良好的界面黏结力;经疏水表面改性的HNTs(m-HNTs)可以进一步提高复合材料的抗冲击性能.     

聚乳酸/苎麻纤维(PLA/RF)复合材料的制备与性能

对苎麻纤维(RF)进行偶联剂处理和聚乳酸(PLA)/氯仿溶液浸润处理后,采用溶液浇铸法制备PLA/RF复合材料,并观察RF处理后的表面形态及PLA/RF的等温结晶情况.结果表明:RF能够有效提高PLA/RF复合材料的拉伸强度;3种偶联剂(KH5501,KH570,A151)在80,℃下处理的RF对PLA的增强效果较在室温下处理的增强效果好;RF经过浸润处理后吸水率下降;在RF的浸润液中添加增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC)能够提高材料断裂伸长率;通过偏光显微镜(POM)观察到,在靠近RF附近位置PLA球晶较其他位置处细小;随着TBC质量分数的增加,PLA球晶尺寸增大.     

纳米蒙脱土/PAE/PLA复合材料制备及性能研究

聚乳酸(PLA)材料极易脆性断裂,为了提高其韧性,采用片状纳米级蒙脱土颗粒与医用级聚酰胺弹性体(PAE)对PLA进行共混改性。测试并分析了不同混合比例条件下复合材料的力学性能,并通过SEM、DSC对材料的性能进行表征。结果表明：所得到的三元复合材料具有优良的力学性能,其中当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为10%、PLA含量为87.5%时,材料的韧性更好,综合力学性能最佳。纳米蒙脱土及PAE的含量对体系的分散形态均有影响：当纳米蒙脱土含量为2.5%时,其在聚合物中能够均匀分散,含量继续增加时易出现团聚现象;当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为20%时,相与相之间界面较为模糊,形成了一定厚度的界面过渡层。纳米蒙脱土被引入聚合物体系后起到成核作用,提高了PLA的结晶度,从而有利于复合材料力学性能的提高。     

纳米蒙脱土/PAE/PLA复合材料的制备及性能

聚乳酸(PLA)材料极易脆性断裂,为了提高其韧性,采用片状纳米级蒙脱土颗粒与医用级聚酰胺弹性体(PAE)对PLA进行共混改性.测试并分析了不同混合比例条件下复合材料的力学性能,并通过SEM、DSC对材料的性能进行表征.结果表明:所得到的三元复合材料具有优良的力学性能,其中当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为10%、PLA含量为87.5%时,材料的韧性更好,综合力学性能最佳.纳米蒙脱土及PAE的含量对体系的分散形态均有影响:当纳米蒙脱土含量为2.5%时,其在聚合物中能够均匀分散,含量继续增加时易出现团聚现象;当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为20%时,相与相之间界面较为模糊,形成了一定厚度的界面过渡层.纳米蒙脱土被引入聚合物体系后起到成核作用,提高了PLA的结晶度,从而有利于复合材料力学性能的提高.     

PET/SiO_2纳米复合材料的力学性能和结晶性能研究

采用熔融共混法,将纳米二氧化硅(SiO2)添加到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中,制备出PET/SiO2纳米复合材料,并对其力学和结晶性能进行研究。结果表明,添加微量纳米SiO2能显著提高PET材料的力学性能,纳米SiO2添加量为0.2质量份数时,纳米SiO2在PET基体中分散均匀,复合材料综合力学性能最佳,与纯PET相比,PET/SiO2纳米复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别提高了18%,20%,11%,14%;随着纳米SiO2添加量的增加,PET/SiO2纳米复合材料的结晶度和结晶温度有明显的提高。     

立构共聚聚乳酸/纳米β-磷酸三钙复合材料制备可吸收双层椎间融合器及其降解性能

利用纳米β-磷酸三钙/聚乳酸(β-TCP/PLA92)复合材料制备内外双层结构的颈椎椎间融合器.考察了β-TCP重量百分数为10%,30%和60%的外支架复合材料在磷酸盐缓冲溶液中的降解行为、机械性能和热力学性质.结果表明,体外降解30周,降解液的pH>6.9,材料失重率<1.1%,外观形态完好;PLA分子量下降50%以上,复合材料机械性能明显下降,但10%和60%TCP的复合材料抗压强度均大于50 MPa,满足椎间融合器的临床应用要求.10%TCP的复合材料降解过程中,PLA发生了明显的结晶,而其余材料则不明显,说明β-TCP的存在不利于PLA结晶.乳液相分离/粒子沥滤法制得了大孔235～435μm和小孔1～10μm并存的复合孔结构的内层支架.为新型生物可降解颈椎融合器的研制提供了依据.