包装用聚乳酸的改性研究进展

目的根据生物降解材料聚乳酸(PLA)的生产、性能和改性方法探索其在包装领域的应用,为后续的改性研究提出可能的应用方向。方法介绍PLA的原料、生产方法、生产现状及在包装领域的应用现状,分析包装对PLA的降解性、阻隔性、力学性能、光学性能、热性能、抗菌性能、导电性和压电性等方面的要求和相关改性方法的研究进展。结果 PLA材料在包装领域有很好的应用前景,但在韧性、抗菌性、导电性等方面还不够完善,当应用于对这些性能有较高要求的运输包装、抗菌包装和智能包装时需进一步改进。结论在保留PLA透明、可降解的优势性能前提下,还可以进一步提高其可控制降解、韧性、耐热性、阻隔性、导电性等,并降低生产成本,使之在包装领域的应用更广泛。

聚乳酸基压电材料的研究和应用

随着全社会对环保的重视特别是限塑令的实施,生物可降解材料深受大众欢迎,其中典型代表为聚乳酸,其被广泛应用于包装和医药等一次性领域。现阶段对聚乳酸的研究主要集中在改善其韧性,将其应用于包装等低端市场,与其高价位不相符。但在充分利用聚乳酸质软、加工条件温和、生物相容性好等优点的基础上,通过特殊工艺过程赋予其剪切压电性,有望进一步提高聚乳酸的附加值,将其应用于柔性传感器件、微机电系统、可穿戴设备等智能领域。常规未经处理的聚乳酸中C=O偶极子方向是随机分布的,没有压电性能,只有经过特殊处理使偶极子垂直于分子链方向平行排列时,才可能产生剪切压电性。压电聚乳酸的应用形式主要为薄膜和纤维膜,实现压电性的常用方法有加热拉伸、静电纺丝、模板浸润等。现阶段研究制备的压电聚乳酸的压电常数普遍较小,与其结晶度和分子链的取向度有关。通过提高聚乳酸的结晶度和取向度,可得到剪切压电性能优良的材料。本文主要介绍聚乳酸压电性的产生机理、提高压电性的方法和聚乳酸基材料压电性在传感器、驱动器、发电机、电子皮肤等方面的应用进展,最后展望可降解聚乳酸的高附加值应用。

包装专业英语课程思政教学实践初探

文中围绕包装专业英语课程思政的建设内容,探索在专业英语教学中融入思政教育的途径和教学方法。采用按图索骥的方法,首先将专业英语课程的主要内容进行整理,其次确定课程思政的核心目标和重点内容,再次将课程内容与思政内容进行对接,最后尝试探索将思政内容引入课程内容的现代教学方式。文中梳理了《包装专业英语》课程教学的主要内容,总结了课程思政的主要方面,开展了课程思政的教学探索。《包装专业英语》作为课程思政的教学载体,具有很强的实践属性和吸引力,课程思政教学的内容和方式需与时俱进,才能获得较好的效果。

包装工程专业《高分子物理实验》中综合性实验的设计与探索

本文结合郑州大学包装工程专业的特色及教师的科研项目,设计出符合《高分子物理实验》本科教学要求的综合性实验。在综合性实验过程中,学生不仅可以进一步熟悉相关仪器设备具体操作,提高动手能力、数据分析与处理能力及创新能力,而且可以深入理解和掌握高分子物理理论知识。本文提出了初步的综合性实验方案。

无卤阻燃剂合成及应用研究进展

从绿色环保的角度出发,对比了含卤阻燃剂对环境的危害和无卤绿色阻燃剂的低毒、低烟和高效阻燃的特点,介绍了磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、硅系阻燃剂、无机金属阻燃剂以及生物基阻燃剂的合成方法及其在相关高分子材料中的应用研究进展。分析表明,磷氮等复配阻燃剂和合成新型的P,N,Si等多元素一体的阻燃剂,不仅阻燃效果好,对基体材料的其它性能影响也小。尤其是生物基阻燃剂,满足对绿色环保和可持续发展的需求,将成为未来阻燃剂开发的热点。

PA610/有机化蛭石复合材料电学性能

采用熔融共混过程制备了尼龙610/有机蛭石复合材料,研究了复合材料的电学性能,探讨了蛭石对尼龙610的介电常数、介电损耗和电阻率的影响。结果表明,加入蛭石后尼龙610的介电常数和介电损耗明显降低,蛭石的加入降低了水分对尼龙610介电性能的影响,显著提高了尼龙610的介电稳定性。加入蛭石及含量的改变对尼龙610的电阻率基本没有影响,仍保持尼龙610原样的高电阻绝缘性能。

生物聚氨酯/羟基磷灰石微相分离与形状记忆性能

形状记忆功能化生物聚氨酯在医用植入体材料中备受关注,而聚氨酯的形状记忆性能与其微相分离结构密切相关。文中以可降解聚己内酯二醇(PCL-diol)、脂环形异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)为单体通过两步法合成生物聚氨酯(PU),以溶液共混的方式加入PU基体中,制备了一系列聚氨酯/羟基磷灰石(PU/HA)复合材料。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热失重分析和动态力学热分析等不同表征方法研究了HA的引入对PU基体微相分离的影响,及其与宏观形状记忆性能的关系,并考察了材料的生物安全性。结果表明,HA的引入明显促进了PU的微相分离,随着HA含量的增加,硬段与软段的玻璃化转变温度差值越大,表明微相分离程度越高。在HA质量分数低于15%时,HA的含量越高,形状回复越快,表明微相分离程度越高,形状记忆性能越好。L929细胞毒性测试结果显示,PU/HA具有良好的细胞安全性,在医用骨修复领域有潜在的应用价值。

红荧烯晶体薄膜的研究进展

作为一种新型的p型有机半导体材料,红荧烯由于其出色的光电性能而显示出在有机光电器件中巨大的应用潜力,日益受到关注。首先介绍了红荧烯的性质,主要包括红荧烯的结构、构象、衍生物及晶系等。接着,分为初加工和后处理两个部分系统地说明了红荧烯薄膜的制备方法。之后,总结了改善红荧烯晶体薄膜质量的方法,主要是结晶度的提高和晶型的控制。随后,综述了红荧烯材料应用于有机薄膜晶体管方面的研究,简述其应用于有机太阳电池和有机发光二极管方面的研究。最后,指出红荧烯晶体薄膜研究面临的主要挑战,并对其未来研究方向进行了展望。

耐紫外聚氨酯研究进展

针对聚氨酯在紫外线照射下易老化黄变的问题,介绍了几种可以提高聚氨酯耐紫外性能的方法和改性添加剂,综述了提高聚氨酯耐紫外老化能力的研究进展。分析表明,通过调整合成聚氨酯的软硬段及比例、在聚氨酯中加入有机类添加剂、纳米功能填料及天然高分子等,聚氨酯的耐紫外性能被大大提高,在户外环境下其耐老化黄变能力显著增强。研究结果对推广聚氨酯在交通运输、航空航天等领域的应用,延长聚氨酯产品的使用寿命具有一定的实践意义。

热塑性聚氨酯及其复合材料的界面形态与流变特性

以聚酯型热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)、玻璃纤维(glass fiber,GF)和玻璃微珠(glass bead,GB)为主要原料制备了TPU/GF、TPU/GB共混物,考察了复合体系的热性能、微观结构、动态流变特性.研究发现,TPU是温敏型聚合物,其温敏性与材料的硬段含量有关,在加工过程中,除考虑剪切速率的影响外,需重点考虑温度对其加工性能的影响;GF,GB填充TPU体系具有良好的分散形态和界面结合牢度,GF和GB的加入能够增加体系的黏度,降低TPU的温敏性,加宽TPU的加工温度窗口,从而改善其成型加工性,并能一定程度地提高其耐热性.研究还发现,复合体系黏度的增加程度不仅和填料的含量有关,而且与填料的形状有关,可用等效直径表征.另外,从比表面积的角度比较了玻璃纤维和玻璃微珠对体系热稳定性的影响.

双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料的研究进展

形状记忆聚合物是一种典型的智能材料,具有质轻、形变量大、可对多种刺激进行响应等优点.根据形状记忆过程的可逆性进行分类,形状记忆效应可以分为2种:单向与双向形状记忆效应.与不可逆的单向形状记忆过程相比,双向形状记忆过程是可逆的,样品不需要使用者进行再次变形,就可以在原始形状与临时形状之间进行可逆转换,因此其具有极高的实用价值与广阔的应用前景,受到各国研究人员的广泛关注,成为当前的研究热点之一.本文总结了近年来所研究的双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料,包括恒外力条件下(外力≠0)的准双向形状记忆结晶聚合物,无外力条件下的双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料.具体来说,前者包括在恒外力作用下的化学或物理交联的结晶聚合物.后者包括双层或核-壳聚合物复合材料、由分步交联得到的双网络交联结晶聚合物、化学交联的双组分结晶聚合物、具有较宽熔融转变的化学交联结晶聚合物与物理交联的结晶聚合物.重点关注了这些材料的制备方法、影响因素及相应的双向形状记忆机理,并对其研究前景进行了展望.

乙烯共聚单体对双轴拉伸聚丙烯薄膜用树脂的结晶及拉伸性能的影响

采用热分析、光学显微镜、拉伸测试与广角X-射线衍射等方法研究了双轴拉伸聚丙烯薄膜用均聚聚丙烯(h-BOPP)与含有少量乙烯单体的共聚聚丙烯(c-BOPP)材料的熔融、结晶特性和拉伸性能.研究发现,与均聚样品相比,共聚样品的等规度低,结晶速率慢,在相同的结晶温度条件下,其半结晶时间较长.退火处理后,结晶完善程度增加,均聚和共聚样品的断裂伸长率均比其未退火处理的低.但共聚样品的结晶速率慢,经过退火处理后其结晶完善性稍低于均聚样品,所以其断裂伸长率略大于均聚样品.经过拉伸形变后,样品的结晶结构被部分破坏,取向的非晶的分子链在后续的升温过程中很容易重构为更加完善的结晶结构,由于分子链结构的差异,均聚样品的结晶重构能力更强.阐释了由于链结构的不同导致的BOPP拉伸性能和结晶性能差异的机理.

环氧树脂中温潜伏型固化剂研究进展

综述了双氰胺、咪唑、酸酐、微胶囊等几类中温潜伏型固化剂在环氧树脂体系中的应用和改性研究进展,并对该类固化体系未来的研究发展方向作出了展望。

炭纤维用聚丙烯腈合成工艺研究进展

炭纤维是一种具备多种优异性能的新型炭材料,具有高强度、抗高温和密度低等特点。炭纤维及其复合材料广泛应用于航天、军事和体育等领域。聚丙烯腈基(PAN)炭纤维占炭纤维产业的90%以上,具有非常广阔的开发利用前景。本文主要介绍了溶液聚合、水相沉淀聚合、混合溶剂沉淀聚合、乳液聚合、离子聚合及一些新型丙烯腈聚合方法;论述了共聚单体的作用和选择,丙烯腈(AN)聚合过程的影响因素等,并对PAN聚合物进一步的研究方向做出展望。

嵌段分布对IPDI型聚氨酯结晶行为及弹性性能的影响

嵌段分布是影响聚氨酯(PU)性能的关键因素之一,而探明嵌段分布对具有环形结构硬段PU性能的影响是开发高性能PU的关键.在控制硬段含量相似的条件下,分别以不同分子量的聚己内酯二元醇(PCL-diol)作为软段,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,合成出一系列具有不同嵌段分布的IPDI型PU.通过傅里叶变换红外光谱仪、超导核磁共振仪和X射线衍射仪表征不同分子量PCLdiol和不同嵌段分布IPDI型PU的化学结构.使用偏光显微镜、3D超景深显微镜和原子力显微镜观察了IPDI型PU的结晶形态,并通过示差扫描量热仪分析其结晶行为.此外,通过力学性能测试及样条拉伸断裂前后的形状回复探究了IPDI型PU的拉伸性能.结果表明:IPDI型PU中仅存在软段的晶体,且随着嵌段分布的集中,即软段分子量的提高,形成的球晶尺寸增加,PU中软段的结晶能力随之提高.不同嵌段分布的IPDI型PU具有相似的应力-应变曲线,拉伸性能相接近,但越分散的硬段其空间位阻效应越强,导致软段的取向结晶越困难,拉伸应变难以被固定,因此表现出更加优异的弹性.