落麻纤维增强淀粉基全降解复合材料性能研究

以热塑性淀粉为基体,落麻纤维为增强体,制备淀粉基全降解复合材料,研究了纤维长度和含量对复合材料结构和性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱发现,在纤维增强体和淀粉基体的表面形成了新的氢键,扫描电子显微镜显示落麻纤维和热塑性淀粉具有良好的界面结合。复合材料的拉伸测试结果显示,拉伸强度和弹性模量随着落麻纤维长度和含量的增加而增加,最大值分别达到25.14 MPa和1 136.36 MPa,断裂伸长率随之下降。

苎麻落麻纤维增强TPS全降解复合材料力学性能的研究

以苎麻落麻纤维为增强体,甘油/尿素/山梨醇为复合增塑剂塑化的淀粉为基质,制备全降解复合材料,并研究了纤维长度和纤维含量对复合材料的力学性能的影响。结果表明,苎麻纤维和TPS具有良好的界面结合,复合材料的拉伸强度和模量随着苎麻纤维长度和含量的增加而增加,达到25.14 MPa和1 136.36 MPa,接近于未加入纤维时的2倍,断裂伸长率明显下降,但是纤维含量的增加对断裂伸长率的影响不大。弯曲强度和模量与拉伸强度和模量呈现相似的增长趋势。

全降解玻璃纤维增强复合材料的制备及其性能

为开发高性能全降解聚乳酸复合材料,以连续磷酸盐玻璃纤维通过无捻合股与加捻合股工艺构建的无捻与有捻纱线为增强体,利用模压成型工艺制备单向纤维增强聚乳酸复合材料,并基于弯曲性能分析、扫描电子显微镜(SEM)、降解失重与pH检测等方法,表征不同纱线结构、纤维体积含量对复合材料降解过程中力学性能与降解行为的影响。研究表明:连续磷酸盐玻璃纤维纱线可有效提升复合材料的力学性能,但其弯曲强度与模量受有捻纤维结构影响分别下降22%与10%。然而,降解过程中可见复合材料的力学性能随磷酸盐玻璃纤维的降解而衰减,降解28天后磷酸盐玻璃纤维完全降解,复合材料弯曲强度与模量分别下降85%与90%。

全生物降解PBS的扩链改性研究

采用新型扩链剂2,2′-双(2-噁唑啉)(BOZ)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行扩链,研究了BOZ加入量、稳定剂加入量、时间、温度对扩链反应的影响。结果表明,选择最佳条件,扩链后的PBS的相对分子质量较未扩链PBS的相对分子质量大为增加,而且扩链PBS相对分子质量分布与未扩链PBS基本一致,说明PBS扩链后的线性度与起始PBS相同,没有支化或交联反应发生。

生物质缓冲包装材料制备及性能实验研究

为解决不可降解的废弃塑料类包装材料对环境造成的污染,以稻草纤维、淀粉为主要原料制备了生物质缓冲包装材料,采用正交实验方法研究了生物质缓冲包装材料纤维与淀粉质量比、塑化剂、活性剂和发泡剂含量等对材料抗压强度的影响,结果表明,各因素对材料抗压强度影响的主次顺序为塑化剂>纤维与淀粉质量比>发泡剂>活性剂。塑化剂含量为12%、纤维与淀粉质量比为2∶5、发泡剂含量为0.1%、活性剂含量为0.3%时其抗压强度可达0.94MPa。研究了塑化剂含量、纤维与淀粉质量比对材料缓冲性能的影响,随着塑化剂含量和纤维与淀粉质量比增大,材料缓冲系数呈现先降低后升高的趋势,在纤维与淀粉质量比为2∶5、塑化剂含量为12%时,材料的缓冲系数最小,缓冲性能最好。与EPS(发泡聚苯乙烯)和EPE(发泡聚乙烯)等包装材料缓冲性能和回弹性能的比较表明生物质缓冲包装材料完全可以替代EPS和EPE等缓冲包装材料。

苎麻织物增强PLA-PCL复合材料的制备及其性能研究

采用原位聚合法制备了聚乳酸-聚已内酯(PLA-PCL)／苎麻复合材料。研究了硅烷偶联剂(KH550)预处理、纤维含量以及成型工艺对PLA-PCL／苎麻复合材料力学性能的影响。结果表明,经KH550处理后,复合材料的力学性能有不同程度的提高,拉伸强度由49．84MPa到68．95MPa,弯曲强度由34．84MPa提高到65．06MPa,冲击强度由30．13 J／m^2提高到53．54 J／m^2；。在纤维的质量分数为45％,成型温度为170℃,复合材料具有最优性能；采用原位聚合法制备PLA-PCL／苎麻复合材料,复合材料的界面性能较好。

可生物降解聚酯的制备及性能研究进展

相对于传统高分子材料,生物降解高分子材料由于其能够在自然环境下降解为环境无害的物质,作为解决塑料白色污染的重要手段之一,近年来获得快速发展。对本课题组生物降解聚酯结构设计、改性及产业化等方面的研究进展进行了总结。通过无规/嵌段共聚的方式在聚二元酸二元醇酯中引入共聚单体单元、长/短支化结构可有效对材料的结晶性能、熔体强度等性能进行调控,进而实现对材料加工性能、力学性能以及生物降解速率的调控。通过对聚合工艺的创新优化,实现高分子量不饱和聚酯的合成,并阐明了其聚合机理;进一步,通过在不饱和聚酯中引入Diels-Alder反应/金属配位活性位点实现可逆交联弹性体的制备。对聚二元酸二元醇酯的结晶结构调控与结晶机理进行了深入的研究,提出了一种基于结晶成核动力学测定高分子结晶次级临界核尺寸的方法;基于类质同晶构型构象匹配设计了新型高效大分子型成核剂。在实验室研究的基础上,与企业合作建成了年产万吨生物降解聚酯及其共聚酯的生产线,生产的产品已应用于一次性餐具、超市购物袋和地膜的制备,并在新疆进行了农田可降解地膜的应用示范。

无卤阻燃生物基聚乳酸/白酒糟复合材料

以苯基次膦酸铝(BPA-Al)为阻燃剂,采用熔融共混的方法制备了无卤阻燃生物基全降解聚乳酸(PLA)/白酒糟(DDGS)复合材料,通过SEM、电子拉力机、维卡软化仪分析了填料的分散状况、复合材料的力学性能、热变形温度等,结果表明:BPA-Al与DDGS之间形成氢键与配位作用,相容性得到改善,BPA-Al/DDGS体系在聚乳酸中分散均匀,复合材料的拉伸强度和热变形温度最高可达59.5 MPa和78.1℃;采用氧指数、水平垂直燃烧仪、拉曼、FTIR等研究了复合材料的阻燃性能和残炭,结果表明:白酒糟成炭效果显著,BPA-Al和DDGS共同发挥气相和凝聚相阻燃作用,材料燃烧后形成了致密的石墨焦炭层,起到了隔热、隔氧的作用,说明BPA-Al/DDGS体系在PLA材料中具有较好的阻燃作用,当BPA-Al含量为25%时,聚乳酸复合材料的氧指数为24.5%,UL-94达V-0级。

茶多酚改性PBC/PLA/CS可降解复合纤维膜的制备和研究

以N,N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷为溶剂,聚乳酸和聚碳酸丁二醇酯作为基体材料,在此基础上加入壳聚糖并负载茶多酚,经油浴恒温溶解。通过静电纺丝机制备出PBC/PLA/CS/TP完全可生物降解薄膜,使用傅立叶红外分析、差示扫描量热法、热重分析研究CS/TP对共混膜热稳定性和结构特性的影响,并测试薄膜的机械性能。通过实验得出,制得的可降解复合纤维膜具有良好的相容性且随着CS和TP含量的增加,膜的热稳定性和机械性能得到进一步的提升。

PLA、PPC或PBAT与2次改性小麦秸秆全降解复合材料的力学性能与生态风险

制作复合材料是小麦秸秆资源化利用的有效途径之一。小麦秸秆的改性处理对制成的复合材料力学性能有很大影响,且不同的基体材料与小麦秸秆制成的复合材料性能也有所不同。以聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚己二酸(PBAT)为基体材料,分别以改性前或碱处理及偶联剂方法 2次改性后的小麦秸秆纤维为增强材料,采用压缩成型工艺制备了6种全降解复合材料,并对制成的6种复合材料进行了力学性能测试与比对;分析了3种改性后小麦秸秆制成的全降解复合材料的降解性能,并通过种子发芽实验研究了它们的浸提液的潜在生态风险。结果表明,2次改性小麦秸秆与基体材料制成的复合材料,其力学性能较原始秸秆与基体材料制成的复合材料有明显的增强,其拉伸、弯曲、冲击强度均有20%~50%的提升。3种可降解材料降解率由大到小的顺序为:PLA全降解复合材料>PBAT全降解复合材料>PPC全降解复合材料。质量分数1%的3种全降解复合材料浸提液对种子发芽过程基本不造成影响。

增韧改性聚乳酸基生物降解材料研究进展

聚乳酸(PLA)具有良好的力学性能和生物降解性,对可持续发展和低碳环保具有重要意义。但是PLA脆性大、韧性差,限制其广泛使用。考虑到用石油基材料增韧PLA会降低其降解性,可采用对降解性无影响或可再生材料增韧PLA。文章综述了PLA基生物降解材料增韧改性方法的研究进展,主要从化学改性、物理改性和复合改性等角度进行介绍,概述了增韧方法的定义、国内外研究的优缺点以及改进方法,为生物降解PLA的增韧改性提供参考。指出开发绿色环保的改性方法、降低成本、寻找相容性好和可生物降解的单体是PLA基生物降解材料增韧改性未来研究方向。

全降解新型材料项目落户开封

近日，美国环球动力开发公司和北京中融达投资管理有限公司与开封市签约了总投资为3660万美元的100％全降解新型材料项目。据悉，100％全降解新型材料主要以小麦、玉米、土豆、红薯为原料生产各种包装材料。

改性热塑性淀粉的制备及其与PBAT复合薄膜的性能

利用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对淀粉进行偶联改性后,通过熔融挤出得到热塑性淀粉(TPS),并将其与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)复配后吹膜,制备了PBAT/TPS复合膜材料,并探讨了HDTMS含量与TPS耐热性能、流变性能及PBAT/TPS复合膜疏水性能和力学性能的关系。结果发现,加入HDTMS后TPS加工性能得到改善、淀粉基体耐热性能更高,但增塑剂更易析出;加入1份HDTMS后,PBAT/TPS复合膜材料疏水性能得到改善,接触角提高到113.2°,再继续增加HDTMS含量后,接触角基本保持在104°~106°;PBAT/TPS复合膜材料拉伸强度随HDTMS含量的增加先提高后降低,当HDTMS含量为3份时拉伸强度达10.29 MPa。

聚丁二酸丁二醇酯的改性研究及产业化现状

近年来,世界各国通过法律法规对不可降解塑料的使用进行了限制,对全生物降解材料的研究及产业化起到了强有力的促进作用。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种典型的全生物降解聚酯材料,具有良好的力学性能、绿色环保、生物降解等特点,在包装、地膜、医疗等领域得到广泛应用。本文重点介绍国内外PBS的产业情况和近五年PBS的改性研究情况。

二聚甘油增塑淀粉及其PBAT复合膜制备与性能

以二聚甘油为增塑剂,逐步替代甘油,利用熔融挤出法制备了热塑性淀粉(TPS),再将热塑性淀粉与己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)直接混合吹膜,制备了全生物降解TPS/PBAT复合薄膜(简称为TPS/PBAT薄膜)。分析了二聚甘油含量与热塑性淀粉流变性能、热稳定性以及TPS/PBAT薄膜接触角和力学性能的关系。研究发现,二聚甘油主要替代了甘油,对TPS分子间起到了增塑作用,能够提高TPS黏度,减少加工过程中的重结晶和溶剂析出;其还能够改善TPS/PBAT薄膜疏水性,当二聚甘油含量达到6.0份时,接触角由102.81°增大至114.60°;同时能够提高TPS/PBAT薄膜强度,当二聚甘油含量达到6.0份时,拉伸强度由6.87 MPa提高到12.4 MPa。

往复式单螺杆混炼挤出机在粉体填充方面的应用

本文详细阐述了往复式单螺杆混炼挤出机（以下简称往复机）在无机粉体填充改性和环境保护友好材料方面的应用，并着重介绍了往复机的结构特点、工作原理、优点及如何降低生产成本。提高产品竞争力。