淀粉-PLA复合材料拉伸性能的数值模拟

针对淀粉-PLA复合材料的微观结构,建立了球形粒子填充的简单立方体模型的八分之一胞体模型,并使用有限元方法有效地模拟了低质量分数时淀粉-PLA复合材料的拉伸强度。结果表明:在低质量分数时,模拟值与实验值的误差相差较小。此外,还对不同质量分数的淀粉-PLA复合材料弹性模量进行了有限元预测,并探究了塑化淀粉的强度和界面性质对复合材料拉伸性能的影响。

淀粉/黏土纳米复合材料应用进展

淀粉是地球上最丰富的天然聚合物之一,具有成本低、来源广泛、可完全降解、无毒等优点。但淀粉材料吸水性强、机械强度差等特点限制了其在许多领域的应用。近年来,淀粉/黏土纳米复合材料性能较纯淀粉体系材料有显著提高而受到广泛关注。综述了淀粉/黏土纳米复合材料的结构及制备方法,讨论了纳米黏土对淀粉机械性能、阻隔性能的增强作用,为淀粉的共混改性提供参考。介绍了淀粉/黏土纳米复合材料的应用现状,尤其是在食品包装与生物医疗领域的应用情况,最后对其未来发展前景进行了展望。

淀粉的改性及其对淀粉/PBAT/碳酸钙复合材料结构和性能的影响

采用甘油、六偏磷酸钠(SHMP)和聚乙二醇(PEG)改性木薯淀粉并制备改性淀粉/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/碳酸钙复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TG)等对改性淀粉和复合材料进行分析,研究改性淀粉对复合材料结构和性能的影响。结果表明,甘油的外增塑作用和PEG、SHMP的内增塑作用使淀粉化学结构改变、无定形成分增加,淀粉颗粒由饱满的圆球状变成了不规则的大颗粒,250℃前稳定性提高,250℃后稳定性降低,有利于使用加工和热分解,不同改性剂改性淀粉结晶熔融行为存在差异;复合不会改变PBAT、碳酸钙和淀粉的原有晶型,但相容性的差异导致复合材料热性能和力学性能的差异,改性淀粉增加了复合材料的韧性,甘油、SHMP和PEG的协同改性使淀粉与PBAT、碳酸钙的相容性最佳,复合材料的综合性能最好。

完全生物可降解热塑性淀粉复合材料

在添加剂的作用下，将淀粉在螺杆挤出机中加工成热塑性淀粉复合材料。研究了添加剂复合组分对热塑性淀粉力学性能、流变学性能的影响。并用Ｘ射线衍射和扫描电镜对淀粉的结构进行了研究。结果表明，在剪切力、温度和添加剂的作用下，淀粉的颗粒结构和结晶结构受到破坏。

新型淀粉/丁腈橡胶复合材料(英文)

通过一种已经申请专利的、特殊的、简便的方法将淀粉精细地混入丁腈橡胶中,部分淀粉甚至达到了纳米级的分散水平,因而对丁腈橡胶产生了良好的增强效果。界面强化后,拉伸强度提高了4倍左右。

淀粉/炭黑/SBR复合材料的性能研究

采用直接共混法制备淀粉/炭黑/SBR复合材料,并对其性能进行研究。结果表明,随着淀粉用量的增大,淀粉/炭黑/SBR复合材料的邵尔A型硬度、300%定伸应力和拉伸强度减小,拉断伸长率、拉断永久变形和阿克隆磨耗量增大,撕裂强度先增大后减小,滚动阻力和生热总体呈降低趋势,抗湿滑性能提高。

淀粉/SBR复合材料结构和性能的研究

采用淀粉水溶液与丁苯胶乳共混共凝聚的方法制备淀粉/SBR复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明,与SBR相比,淀粉/SBR复合材料的焦烧时间缩短,硫化速度减慢,且随着淀粉用量的增大,复合材料的ML和MH增大,邵尔A型硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度显著增大;淀粉与SBR形成较好的界面结合,淀粉在SBR基体中分散粒径较小;随着淀粉用量的增大,复合材料的剪切储能模量增大,高温拉伸储能模量逐渐增大,只有一个玻璃化温度,不具有两相结构的特征。

偶联剂对淀粉/丁苯橡胶复合材料性能的影响

采用乳液共混法制备了淀粉/丁苯橡胶(SBR)以及间苯二酚甲醛树脂(RF)改性淀粉/SBR复合材料,考察了偶联剂对2种复合材料硫化特性、力学性能的影响,并用扫描电镜观察了其相态结构。结果表明,各种偶联剂都能在一定程度上提高淀粉/SBR复合材料的拉伸强度和撕裂强度,其中γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和N-β(氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)的增强效果最为显著;采用RF对淀粉进行改性,RF改性淀粉/SBR复合材料的力学性能较之淀粉/SBR复合材料的力学性能有了进一步提高。橡胶相与淀粉相界面结合的改善是RF改性淀粉/SBR复合材料力学性能提高的主要原因。

淀粉/聚己内酯复合材料的研究进展

利用淀粉和聚己内酯(PCL)制备完全可降解复合材料近年来取得了很大发展。综述了淀粉/PCL共混复合体系的研究进展,分析了淀粉种类、增塑剂、淀粉改性、PCL改性和相容剂等因素对复合体系的力学性能、热性能和疏水性能的影响,并展望了淀粉/PCL复合材料在今后的发展方向。

聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/膨润土/淀粉吸水性复合材料的制备及其性能

采用N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸钾为引发剂,利用水溶液聚合法制备了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/膨润土/淀粉吸水性复合材料,研究了膨润土用量、引发剂、交联剂、中和度、单体质量比等因素对材料吸水性能的影响,探讨了材料的保水性和吸水速率.结果表明:当膨润土含量为丙烯酸单体的13%,引发剂含量为0.8%,交联剂含量为0.04%,中和度为85%,m(AA)/m(AM)为1时,该复合材料吸水倍数为390,其保水性能良好.

淀粉/天然橡胶复合材料的研究

将淀粉进行糊化改性,将改性淀粉在乳液状态下与天然胶乳共混,制备淀粉/天然橡胶复合材料。用X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)表征复合材料的结构,并测定了其力学性能。研究结果表明:淀粉经糊化后,复合材料中淀粉粒子的结晶结构消失,粒子在天然橡胶中分散均匀,粒径明显减小。随着淀粉含量的增加,复合材料的硬度、定伸应力、拉伸强度和撕裂强度随之提高,且当其质量分数在20%时,复合材料的综合力学性能最佳。

单一/复合塑化剂制备复合材料中热塑性淀粉基质的研究

为了促进淀粉基复合材料中淀粉基质与预处理纤维表面更好的结合,解决热塑性淀粉的再结晶问题,分别采用甲酰胺、尿素、甘油、乙二醇按照10∶2、10∶2.5、10∶3、10∶3.5、10∶4的比例对天然玉米淀粉进行了塑化,同时研究了甲酰胺-尿素复合塑化淀粉和甘油-乙二醇复合塑化淀粉。通过解读红外光谱图谱,塑化剂主要通过与淀粉分子中的羟基形成氢键对淀粉进行塑化,破坏淀粉的晶体结构,最佳塑化比为m(淀粉)∶m(塑化剂)=10∶3,其中甲酰胺与淀粉形成的氢键最强,塑化效果最好。X射线衍射曲线的研究表明,甲酰胺-尿素复合塑化淀粉的结晶度最低,小于1.5%,且复合塑化剂的最佳配比为m(甲酰胺)∶m(尿素)=2∶1。纤维-淀粉分子搭接模型的建立显示了热塑性淀粉与纤维间氢键结合的机理,塑化效果越好,淀粉塑化克服了纤维与淀粉的表面不相容的缺陷,淀粉基质均匀地覆盖在纤维表面。

淀粉纳米晶/天然橡胶复合材料的制备和性能(英文)

通过磷酸酸解的方法制备了淀粉纳米晶，与天然胶乳共混沉淀，制备了淀粉纳米晶／天然橡胶纳米复合材料。利用扫描电镜研究了该纳米复合材料的微观结构，表明淀粉纳米晶以50—100nm的片状颗粒分散在天然橡胶基体中。力学性能结果表明，淀粉纳米晶对天然橡胶具有较好的补强效果。动态力学性能分析表明，添加质量分数为5％的淀粉纳米晶的淀粉纳米晶／天然橡胶纳米复合材料抗湿滑性显著提高，可用作绿色轮胎材料。

淀粉基复合材料的制备及其对铅离子吸附性能的研究

[目的]探讨淀粉基复合材料St-g-AA/MMT对水溶液中Pb2+的去除效果。[方法]以淀粉、丙烯酸和蒙脱土为原料制备淀粉接枝丙烯酸/蒙脱土复合材料(St-g-AA/MMT),研究St-g-AA/MMT对水溶液中Pb2+的去除效果。[结果]FTIR和XRD研究表明,蒙脱土被完全剥离并均匀分散于淀粉接枝丙烯酸的网络结构中。常温下,水溶液中Pb2+浓度为4 mmol/L,pH值为5.74,加入St-g-AA/MMT 0.17 g/L,振荡20 min,Pb2+的去除率可高达95%,去除效果最佳。准二级动力学方程最适合描述Pb2+在St-g-AA/MMT上的吸附动力学过程,其线性回归系数大于0.999,且通过模型计算所得的平衡吸附量与实验结果(720 mg/g)非常接近。St-g-AA/MMT对水溶液中Pb2+的吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。[结论]St-g-AA/MMT对水溶液中的重金属离子具有较好的去除效果。

聚磷酸铵-淀粉对木粉/聚苯乙烯复合材料的阻燃作用

利用锥形量热仪分析了聚磷酸铵(APP)-淀粉阻燃体系在木粉/聚苯乙烯复合材料(WF-PS)中的阻燃作用。结果表明,添加APP能有效降低WF-PS的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR),增加成炭量,延长点燃时间(TTI),表现出显著的阻燃作用;APP对WF-PS的有效燃烧热影响不大,说明APP的阻燃作用为凝聚相机理,成炭是该机理的重要方面;添加淀粉作为APP的辅助成炭剂,能够提高阻燃效率并减少APP用量,APP-淀粉是WF-PS复合材料的有效膨胀型阻燃体系。APP-淀粉的添加对WF-PS的力学性质有一定不利影响,但是当APP用量在10%以下、淀粉用量2%以下时,WF-PS可保持良好的力学性能。

微波辅助沸石-淀粉系高吸水复合材料的制备及性能

利用微波辅助合成了沸石-淀粉系高吸水复合材料,采用红外光谱表征了复合材料的微观特征,研究了淀粉与单体的配比、交联剂用量、引发剂用量、沸石添加量及中和度对吸水倍率的影响,探讨了复合材料的保水性。结果表明:沸石在聚合物中能较好分散,当沸石质量分数为10%、淀粉为5%、引发剂为0.4%、交联剂为0.04%、中和度为70%时,复合材料吸自来水倍率达459g/g,对生理盐水溶液的吸水倍率达85 g/g。其保水性能良好。

淀粉-g-MMA-BA/NR复合材料的制备与性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对淀粉进行接枝改性,通过共沉法制备淀粉-g-MMA-BA/NR复合材料,并对复合材料的物理性能和动态力学性能进行研究。结果表明,改性后的淀粉结晶区被破坏,与NR的相容性提高;与NR胶料相比,淀粉-g-MMA-BA/NR复合材料的物理性能和抗湿滑性能有所提高,滚动阻力变化不明显。

改性淀粉/天然橡胶复合材料的网络结构和力学性能的研究

为研究改性淀粉对天然橡胶的补强机理,对改性淀粉/天然橡胶(NR)复合材料的交联密度、动态力学性能及应力-应变行为进行了表征。结果表明:改性淀粉的加入,改善了交联网络结构的完整性,显著地提高了复合材料的交联密度、邵尔A硬度、拉伸强度、定伸应力及撕裂强度;在应变作用下,与纯NR相比,添加了改性淀粉的混炼胶的弹性模量(G′)和粘性模量(G″)均较低,损耗因子(tanδ)则较高,即生热较大;随着应变的增加,混炼胶的G′和G″均增大,tanδ减小,而随频率的变化规律则相反。

蒙脱土填充相对蒙脱土/淀粉复合材料结构和性能的影响

利用XRD和DMTA分析手段对填充不同类型蒙脱土的蒙脱土/淀粉复合材料的结构、性能及其相互关系进行了初步研究。结果表明,蒙脱土/淀粉复合材料的性能与蒙脱土片层的无序分散程度相关。通过对有机化蒙脱土的溶胀处理,有机化蒙脱土的片层趋向于无规分散,从而也令蒙脱土/淀粉复合材料的性能大为改观。

淀粉/PVA复合材料挤出发泡片材的制备及性能

以木薯淀粉、聚乙烯醇(PVA)为基质,Na HCO_3为发泡剂,甘油和一定浓度Na OH水溶液按配比作为复合增塑剂改性淀粉,辅以其他各种助剂,利用单螺杆发泡片材挤出机熔融挤出发泡制备一种可生物降解的复合发泡材料。重点探究了淀粉含量、甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量对复合发泡材料表观密度及回弹率的影响,Na HCO_3发泡剂含量对复合发泡材料发泡形态的影响。研究结果表明:随着淀粉含量、甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量的增加,材料表观密度先减小后增大,回弹率则先增大后减小,当淀粉含量为55份,PVA含量为45份,甘油/Na OH水溶液复合增塑剂含量为20份时,材料的表观密度及回弹率表现最佳,发泡剂Na HCO_3含量为3份时,材料泡孔形态表现最佳。