80dtex/72f立构复合聚乳酸纤维制备及结构性能研究

以等比例聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)熔体,采用熔体计量混合熔融纺丝法制备了立构复合聚乳酸POY纤维(Sc POY),再经牵伸和热定型处理工艺,得到规格为87dtex/72f的ScFDY纤维。经差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射法(WAXD)研究结果表明:Sc POY纤维中形成少量的立构复合晶体结构,Sc FDY纤维在固态高温定型的过程中形成绝大部分的立构结构,且随着处理温度的升高,立构复合晶含量增加,后处理的温度越高越有利于立构复合结构的形成,但是这样会造成随着定型温度提高,立构复合晶含量增加,力学性能却有所降低。Sc FDY纤维表现出较好的力学性能,断裂强度可以达到2.58 c N/dtex。

聚多巴胺包覆对立构复合聚乳酸支架性能的影响

采用溶液浇铸和粒子沥滤的方法制备立构复合聚乳酸支架,研究了盐酸聚多巴胺溶液浸泡处理不同时间的聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架的结构与性能。利用差示扫描量热、场发射电子显微镜、X射线光电子能谱分析、液滴形状分析和动态热机械分析研究了盐酸聚多巴胺溶液处理时间对立构复合聚乳酸支架的熔融行为、孔结构、表面元素组成、润湿性和储能模量的影响。结果表明,利用聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架可以有效提高支架表面的亲水性,当处理时间为20h时,聚多巴胺包覆立构复合聚乳酸支架的水接触角为0°,吸水率为421.8%;同时,在121℃高温下储能模量依然保持在155.3 MPa。

立构复合聚乳酸纤维制备技术的研究进展

总结立构复合聚乳酸纤维制备技术的研究进展。介绍了国内外采用熔融纺丝法、溶液纺丝法、静电纺丝法制备立构复合聚乳酸纤维的技术情况,分析了不同纺丝方法制备立构复合聚乳酸纤维的性能特点及影响因素,并探讨了存在的问题。认为:制备高含量、高取向立构复合晶体的立构复合聚乳酸纤维,实现纤维结晶结构的稳定仍是研究热点,在纤维力学与热学性能稳定性以及规模化生产方面还需要深入研究。

熔融共混立构复合聚乳酸的制备及其性能研究

采用微型双螺杆挤出机制备了立构复合聚乳酸(scPLA),并添加聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)对其进行增韧改性。采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、维卡软化点分析(VST)、拉伸和冲击试验等对其进行了测试。结果表明当左旋聚乳酸和右旋聚乳酸比例为1∶1时,能够形成完全的立构复合(SC)晶体结构,不含有同质结晶(HC)晶体结构,且结晶度最高;熔点高达230℃,比聚乳酸均聚物提高了50℃;维卡软化温度高达174. 2℃,比聚乳酸均聚物提高了115℃;力学性能也有了一定提升,但是仍然发生脆性断裂。加入PBAT进行增韧后,样品的韧性得到较大改善,发生塑性变形,屈服强度为68. 6 MPa,断裂伸长率达到9. 8%,冲击强度提高到36. 5 k J/m^2,且断裂强度(77. 7 MPa)没有损失。

注射成型立构复合聚乳酸的热变形性能分析

采用左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)为原料,采用熔融共混法制备了立构复合聚乳酸(SC-PLA)粉末,再通过注射成型制备了SC-PLA样条,并通过差示量热扫描仪(DSC)和热变形温度测定仪对SC-PLA粉末和样条的熔融、结晶情况和热变形性能进行了表征分析。结果表明,SC-PLA粉末的结晶能力与初始熔融状态直接相关;当熔融温度为220~230℃时,SC-PLA粉末的熔融稳定时间增加,有助于SC-PLA体系结晶,该温度适合SC-PLA的注射成型加工;SC-PLA样条中SC-PLA结晶度越高,均聚物PLA结晶度越低,越有助于样条热变形性能的提高;低注射温度和以SC-PLA粉末、PLLA、PDLA为原料成型有助于SC-PLA样条在220℃下加热再退火后获得较高的SC-PLA结晶度,其热变形温度最高可达到150℃以上;注射成型过程中,有利于保留更多SC-PLA晶体和提高SC-PLA结晶度的方式,有助于提高样条在退火后的热变形性能。

立构复合聚乳酸纤维的结构性能研究进展

总结立构复合聚乳酸纤维的结构、性能研究进展及应用情况。介绍了立构复合聚乳酸纤维的结晶结构,分析了立构复合聚乳酸纤维的力学、热学、水解及染色性能,概述了立构复合聚乳酸纤维在纺织、医用卫生、污水处理及空气过滤领域的应用。认为:立构复合聚乳酸纤维具备优异的热稳定性须具有高含量、稳定的立构复合晶体,要深入开展结构与性能等基础研究,研发适用于纤维连续加工的晶体结构调控技术,促进立构复合聚乳酸纤维的产业化应用。

聚乳酸立构复合晶的加工成型进展

由于聚乳酸(PLA)分子链刚性较大,运动能力较弱,分子链间缠结位点较少,其耐热性较差。生产中,常诱导PLA形成高熔点且相互嵌套的透明立构复合晶(SC-PLA),改善其耐热性能。SC-PLA的主要制备方法包括溶液法及熔体法,但是,SC-PLA晶在热力学上属于亚稳态,二次成型加工过程中难以保持稳定。加工过程为赋予材料热历史的过程,其中,应力诱导无需添加成核剂,并且,工艺步骤简单,具有精准的局部结构调控能力,因此,得到了研究人员的广泛关注。综述了剪切、压应力场及拉伸应力场作用下,SC-PLA的成型加工原理与分子链构型构象及性能的变化。总结了影响SC-PLA生成比例的因素,进一步分析SC-PLA的性能上限,拓展其在不同领域的高性能化应用。

高取向立构复合化聚乳酸超细纳米纤维膜的制备及长效驻极与滤除PM_(0.3)性能

利用聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)链之间建立的立构复合产生强的分子间相互作用,并通过高压电场极化和高倍取向拉伸赋予聚乳酸(PLA)纳米纤维高的取向和细化,同时促进电活性相(β相、立构复合晶)的形成.得益于高取向的纤维形貌和优异的电活性,高取向立构复合化PLA(AS-PLA)纳米纤维膜的介电常数和表面电位分别高达1.68和5.4 kV.同时,AS-PLA纳米纤维膜表现出卓越的过滤性能和摩擦电性能,特别是PDLA添加量为40%时制备的PLLA/PDLA40纳米纤维膜,即使在85 L/min的高气流量下对超细空气颗粒物(PM_(0.3))的滤除效率仍达到90.51%,且空气阻力仅为240.6 Pa,明显优于纯PLA纤维膜(滤除效率80.34%,空气阻力251.4 Pa).此外,在高湿度(RH=70%)和高强度呼吸气流(85 L/min)条件下,由AS-PLA纳米纤维膜作为摩擦电活性层组装的摩擦纳米发电机(TENG)过滤器仍显示出优异的PM_(0.3)去除效率,达到95.02%,远远超过普通PLA过滤器(去除效率仅为89.50%),表现出强的电荷再生能力.电活性的提高显著改善了纳米纤维膜的初始极化能力和摩擦电性能,在保证纤维膜初始电荷充足的同时可依赖摩擦电效应实现电荷再生,在不牺牲空气阻力的前提下实现长效过滤.

聚乳酸立构复合物的合成与表征

采用直接熔融缩聚法制备不同分子量特征的聚乳酸预聚物,将分子量相近的PLLA和PDLA预聚物等量混合,经过熔融共混后再进行固相聚合,制备得到聚乳酸立构复合物。结果表明:sc-PLA与两种PLA预聚物相比,熔点提高50℃左右,通过固相聚合PLA的分子量也得到显著提高。该方法工艺简单,产物纯净,是改善聚乳酸耐热性的一种有效途径。

聚乳酸立构复合体的研究进展

聚乳酸(PLA)是一种具有生物相容性的生物可降解材料,在生物医学工程领域应用广泛。但由于其结晶性、耐热性较差,脆性强等缺点,PLA的应用范围受到了一定限制。立构复合聚乳酸(Sc-PLA)是由相同组成不同旋光性的重复单元形成的一种具有特殊结构的物质。通过制备PLA的立构复合晶体(Sc)可以显著提高左旋聚乳酸(PLLA)的结晶性能和耐热性。本文归纳了共聚法获得Sc的方法。比较了线性共聚物、星型共聚物对PLA的改性结果。并对其他提高PLA性能的方法进行介绍。

含聚己内酯的聚乳酸基立构复合物的制备与性能

将聚(右旋丙交酯-ε-己内酯)二元共聚物(PDLCA)以及聚(左旋丙交酯-ε-己内酯)二元共聚物(PLLCA)分别与聚左旋乳酸(PLLA)进行溶液共混,对PLLA进行改性,并进行对比。探讨了共聚物的添加量以及共聚物中LA/CL(LA/CL为共聚物中丙交酯与ε-己内酯的投料摩尔比)的共聚摩尔比对立构复合物的形成以及PLLA力学性能的影响。研究表明,聚己内酯(PCL)柔性链段对PLLA具有增韧效果,经过对比发现,PDLCA中的PDLA链段与PLLA之间形成的立构复合物对材料的拉伸强度具有一定的保持作用,当LA/CL为90/10,PDLCA添加量为50%时,效果最佳,材料的断裂伸长率达到30%,比PLLA的韧性提高了328%,同时,拉伸强度没有明显降低。

含聚己内酯的聚乳酸基立构复合物的形成及对聚右旋乳酸的改性

采用本体开环聚合法制备聚(L-丙交酯-ε-己内酯)二元共聚物(PLLCA),与聚右旋乳酸(PDLA)进行溶液共混生成立构复合物,对PDLA进行改性,探讨了PLLCA的含量以及共聚物中LA/CL的物质的量比对立构复合物的形成以及对PDLA力学性能的影响。研究表明,聚己内酯(PCL)柔性链段的引入对PDLA具有增韧效果,且共聚物中的PLLA链段与PDLA之间形成的立构复合物对材料的拉伸强度具有一定的提升(保持)作用,LA/CL物质的量比为90/10,添加量为50%时效果最佳,材料断裂伸长率提高了214%,并且保持了一定的拉伸强度。

聚乳酸-聚己内酯多嵌段立构复合物薄膜的制备及熔融稳定性

作为传统塑料薄膜的替代品,环境友好的聚乳酸(PLA)薄膜在众多领域得到广泛应用。然而,PLA自身存在缺陷,特别是其在加工过程中易发生降解,极大地增加了PLA薄膜的加工难度。为了提高聚乳酸立构复合物(sc-PLA)的韧性和熔体稳定性,使用D,L-丙交酯和聚(ε-己内酯)二醇(PCL)合成了具有相同分子量的聚乳酸多嵌段共聚物对映体,将对映体均匀混合后热压制备立构复合物薄膜(sc-PLCL/PDCD)。差示扫描量热仪(DSC)测试结果显示,该立构复合物表现出良好的熔体稳定性,重结晶后立构晶体回复率在97%以上。广角X射线多晶衍射(WXRD)测试证明热压薄膜中只存在立构晶体。同时,通过该方法可以将各种二醇柔性链段引入PLA手性分子链中以快速制备具有优良拉伸性能和熔体稳定性的PLA立构复合物材料,以达到适用于熔体加工的目的。

聚乳酸及其立构复合物研究进展与应用

聚乳酸是良好的环境友好材料,力学性能的不足限制了其应用,所以其立构复合物成为研究热点。本文介绍了聚乳酸立构复合物的制备方法及优良性能,并且对其应用进行了展望。

左旋聚乳酸/右旋聚乳酸立构复合晶体形状记忆聚合物的制备与性能

通过环保高效的熔融共混在左旋聚乳酸(PLLA)中引入少量的右旋聚乳酸(PDLA),使得聚乳酸立构复合晶体(sc-PLA)在PLLA基体中原位形成并均匀分散,制备得到全生物可降解的聚乳酸形状记忆聚合物(SMPs)功能材料。当仅向PLLA基体中加入1%PDLA时,就可使得sc-PLA晶体在PLLA中原位形成,且随着PDLA含量的不断增加,sc-PLA晶体的含量也不断增加。动态力学测试结果表明,sc-PLA晶体几乎不影响PLLA/PDLA共混材料的玻璃化转变温度,却可提高PLLA的高温段模量。形状记忆性能测试表明,PLLA和PLLA/PDLA共混材料均具有极佳的形状固定率(Rf≈100%),而PLLA/PDLA共混材料形状回复率Rr随着PDLA含量的增加呈现先增加后下降的趋势。当PDLA质量分数为3%时,PLLA/PDLA共混材料的形状记忆回复率(Rr)达到最佳(Rr≈85.31%),且进一步的测试表明PLLA/3PDLA共混材料的形状记忆性能在多次同等条件重复测试后仍能持续保持。

聚乳酸共混物立构复合物的形成及其结构性能研究进展

聚乳酸立构复合物(SC-PLA)由左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)以31螺旋构象并排堆砌而成,由于分子链间的紧密堆积,SC-PLA具有更高的晶体稳定性、熔点(约比PLLA高50℃)以及良好的热、力学、降解等性能。PLLA和PDLA共混是目前制备SC-PLA的一类常用方法,包括溶液共混、熔融共混、微波辐射共混等,SC-PLA在形成过程中会受到PLLA和PDLA的分子量、光学纯度、混合比例等因素影响。本文综述了PLLA和PDLA通过共混形成SC-PLA的条件和机理,以及SC-PLA的微观结构、性能和应用现状。

静电纺PLLA/PDLA超细纤维的制备与性能分析

将一系列等比例的聚左旋乳酸(PLLA)/聚右旋乳酸(PDLA)通过溶液共混溶解在二氯甲烷中配制成不同浓度共混试样,然后在不同电场电压和喷射距离下静电纺丝制备超细纤维,并在纺丝过程中记录纺丝现象,最后采用差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)对收集到超细聚乳酸纤维进行热性能和表观形貌分析。结果表明:在电压为12kv,PLLA/PDLA共混溶液的浓度为7%,喷射距离为100mm时,能收集到高含量的立构复合型聚乳酸(sc-PLA)超细纤维。