聚(ε-己内酯-co-L-丙交酯)/聚L-乳酸复合材料的制备与性能研究

合成了两种不同摩尔质量的聚(ε-己内酯-co-L-丙交酯)(PCLA)大分子增韧剂。采用溶液共混的方法,制备了不同PCLA含量的大分子增韧剂与聚L-乳酸(PLLA)的复合材料。考察了不同摩尔质量和不同含量PCLA大分子增韧剂对PLLA的热力学性能和增韧效果的影响,以及复合材料的相形态。结果表明,PCLA的引入降低了PLLA的结晶温度、熔点和结晶度;随着PCLA含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐下降,断裂伸长率较PLLA有明显提高;当PCLA-2质量分数为15%时,复合材料的断裂伸长率达23.41%,拉伸强度仍有37.72 MPa;PCLA相与PLLA相未出现明显的相分离,两者具有较好的相容性,其中高摩尔质量的PCLA-1与PLLA的相容性更好。

聚己内酯对聚乳酸/PBAT共混物增容作用的研究

研究了聚己内酯(PCL)作为增容剂对聚乳酸(PLA)与聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的共混物力学性能、热性能、动态力学性能和相容性的影响。结果表明,加入PCL可以改善PLA与PBAT的相容性,提高共混物的冲击强度、拉伸强度和拉伸弹性模量;在PCL含量为2份时共混物两相之间具有良好的相容性。

静电纺丝聚乳酸/聚己内酯共混纤维支架与兔脂肪源干细胞的体外生物相容性研究

目的利用兔脂肪源干细胞评价静电纺丝聚乳酸/聚己内酯共混纤维支架的生物相容性。方法脂肪源干细胞取自新西兰白兔皮下脂肪组织,经分离、培养后接种到待检支架上,使用倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在支架上的生长形态;MTT法比较支架上培养和常规培养条件下的脂肪源干细胞生长曲线与倍增时间。结果脂肪源干细胞在纤维支架上生长良好,生长曲线与常规培养时基本一致,两组间细胞倍增时间差异无统计学意义(P>0.05)。结论脂肪源干细胞能够在静电纺丝聚乳酸/聚己内酯共混纤维支架材料上正常生长增殖,该支架材料生物相容性好。

聚乳酸-聚己内酯/丝素蛋白三元复合纳米纤维膜支架的结构与性能

通过静电纺丝技术制备出不同质量比的聚乳酸-聚己内酯/丝素蛋白(PLA-PCL/SF)复合纳米纤维膜支架,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对纳米纤维膜的形貌和结构进行表征,测试纤维膜的孔隙率和吸附性能。结果表明:PLA-PCL与SF这2种组分的质量比对复合纳米纤维膜的形貌有显著影响,质量比为90∶10和70∶30的纳米纤维表面分布着密集的孔洞;PLA-PCL/SF复合纳米纤维膜中SF经甲醇处理后由无定形结构转变为β-折叠结构;随着复合纳米纤维膜中SF含量的增加,纳米纤维膜的孔隙率和吸附性也逐渐降低。接触角实验和小鼠胚胎成纤维细胞(NIH-3T3)培养结果表明,SF的加入提高了纳米纤维膜的亲水性,有利于NIH-3T3细胞的黏附和增殖。

聚乳酸/聚己内酯复合发泡材料的制备及性能表征

选用聚己内酯(PCL)与聚乳酸(PLA)进行共混改性,经挤出、发泡制备出性能良好的PLA/PCL复合泡沫板材。经红外光谱分析、断口扫描电镜、力学性能测试及差示扫描量热分析分别探究了PCL含量对复合发泡材料发泡效果、力学性能及结晶性能的影响。结果表明,PCL的加入能有效改善复合发泡材料的发泡效果。当PCL含量为10%时,试样的综合性能最优,冲击强度、压缩强度分别达到了8.9kJ/m2,31MPa;平均泡孔直径则由未改性发泡体系的2.8mm降低至1.1mm;结晶度由12.68%上升到17.95%,得到了泡孔尺寸小,分布均匀,表面质量佳,综合力学性能优良的复合发泡材料。

聚(天冬氨酸-co-乳酸)的合成及结构与性能

由聚(琥珀酰亚胺-乳酸)的碱溶液水解反应制备了含有亲水性羧基的聚(天冬氨酸-co-乳酸)(PAL)。用IR、NMR、DSC、元素分析等方法表征了PAL的组成和结构。结果表明,PAL中的聚乳酸链段为间同立构或无规立构,由此推断丙交酯在开环聚合反应时发生了酯交换或链转移反应,导致聚乳酸链段产生消旋现象;聚合反应机理是羟基引发的聚合,获得了无定型态聚合物PAL。由于共聚反应中丙交酯熔体的蒸发损耗,合成的PAL中聚天冬氨酸的含量高于理论值。

聚乳酸/聚己内酯共混材料的性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混材料,研究了PLA/PCL共混材料的动态力学性能、力学性能、热性能和微观形貌。结果表明,制备的PLA/PCL共混材料为部分相容体系;材料拉伸强度随PCL含量的增加先增加后降低,当PCL质量分数为30%时,材料的拉伸强度为55.9 MPa,比纯PLA提高了8%;冲击强度随PCL含量的增加而增大,当PCL质量分数为50%时,材料的冲击强度为14.7 kJ/m2,比纯PLA提高了2.5倍。

聚乳酸/聚己内酯共混膜的结晶机理

将消旋聚乳酸(D,L-PLA)和聚己内酯(PCL)按一定比例共混,在精制的二氯甲烷中溶解,通过流延法成膜。以结晶性高的聚己内酯为成核剂,诱导无定形消旋聚乳酸结晶。利用傅里叶变换红外光谱法、差示扫描量热法、X射线衍射法、偏光显微镜研究其结晶度和结晶行为的变化,并探讨共混流延膜的结晶机理。实验结果表明,共混膜中聚己内酯的质量分数越大,薄膜表面的结晶度越低。成膜过程中聚乳酸和聚己内酯是互不相容的。聚己内酯可以诱导消旋聚乳酸形成α晶型,且结晶度与聚己内酯的质量分数密切相关。其中加入聚己内酯的质量分数为1%时,共混膜的结晶度最高,聚己内酯的质量分数越大,共混膜的结晶度越低,但均大于纯消旋聚乳酸薄膜的结晶度。

聚己内酯/聚乳酸共混体系的相形态及其流变行为

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯(PCL)/聚乳酸(PLA)共混体系,采用扫描电镜(SEM)和旋转流变仪分别研究了共混体系不相容的相形态及结构流变学。结果表明,共混体系的相形态强烈依赖于组分比。随PCL组分含量的增加,体系内部球形分散的形态逐渐向纤维状和部分双连续的相形态转变。两相界面的存在增加了体系动态弹性响应,并使体系出现了动态形状松弛。但从共混物模量对频率的依赖性仅能够判断体系是否存在不相容的相界面,相形态的差异则需通过松弛曲线来反映。

聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物的制备及其相容性研究

采用氯仿/乙醇共沸溶液浇铸法制备了混合均匀的聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物(PLLA/PAL)体系.研究了PLLA/PAL共混体系的热性能、结晶行为、形态结构和力学性能,评价了PLLA和PAL之间的相容性.结果表明,PAL对PLLA的结晶行为和热性能产生了较大的影响,共混物的结晶度较低,共混体系中部分PAL会进入PLLA球晶的片晶而导致PLLA球晶结构不完善,熔点降低.PAL的含量小于20%的PLLA/PAL共混物的拉伸强度和断裂延伸率均高于纯PLLA.PLLA和PAL分子链相互缠结,产生的氢键使分子链间存在较强的相互作用,具有较好的相容性.

聚乳酸/聚己内酯/聚(ε-己内酯-L-丙交酯)共聚物三元共混体系的结构与性能

通过开环共聚合,合成了3种不同单元比例的ε-己内酯(ε-CL)与L-丙交酯(L-LA)的共聚物P(CLco-LA)。通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)/P(CL-co-LA)三元共混材料,研究了P(CL-coLA)对共混材料微观形貌、热性能以及力学性能的影响。结果表明,共聚物P(CL-co-LA)作为PLA/PCL不相容体系的界面增容剂,减小了PCL分散相的尺寸,改善了PLA/PCL共混体系的相容性,提高了共混材料的韧性。固定m(PLA)∶m(PCL)∶m(P(CL-co-LA))=80∶20∶10时,以P(CL49/LA51)(其中数字代表摩尔分数(%))作为界面增容剂效果最佳,共混材料的断裂伸长率可达到(210±30)%。

聚己内酯/聚乳酸/竹纤维复合材料制备及性能

以聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)共混物为基材,竹纤维(BF)作为增强材料,硅烷偶联剂为改性剂,通过模压成型制备了PCL/PLA/BF复合材料。研究了PCL和PLA质量比、BF质量分数、硅烷偶联剂用量以及模压温度对复合材料性能影响。结果表明,适宜的PCL/PLA质量比为1:1,BF质量分数为40%时BF/PCL/PLA复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值11.26 kJ/m^2,12.68 MPa和5.2%;硅烷偶联剂用量为1%时复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值15.11 kJ/m^2、13.15 MPa和5.8%;模压温度为150℃时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值14.51 kJ/m^2、13.75 MPa和5.8%。

聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/改性高岭土纳米复合材料的结晶、动态力学及流变行为

为提高聚乳酸(PLA)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P(3HB-co-4HB))基体的综合性能,采用熔融共混法制备聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/改性高岭土(modified kaolin)纳米复合材料。利用DSC、DMA、旋转流变仪、扫描电镜(SEM)等对复合体系的结晶、动态力学性能、流变行为、表面结构等进行了研究。结果表明:复合体系的冷结晶温度逐渐变小,降低了12.5℃,结晶能力有所提高。此外,结晶度由21.65%增加到35.22%,提高了62.68%。DMA结果显示,随着改性高岭土添加量的增多,复合体系的储能模量E′和玻璃化转变温度出现先增大后减小的变化。熔融态下,复合体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体。当体系中改性高岭土添加量为4%时,材料的缺口冲击强度有明显的改善。利用SEM发现,少量改性高岭土可以均匀地分散在PLA/P(3HB-co-4HB)基体中并能显著提高复合体系的韧性。

聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)力学性能和降解性能研究

对聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PLCA)系列共聚物的力学性能及体外降解性能进行了系统的研究。研究表明:随着PLCA共聚物组分中己内酯含量的增加,其拉伸强度从61.80MPa下降到16.10MPa,断裂伸长率从21.83%增加到695.69%,且PLCA样品表现出不同的拉伸应变行为。PLCA共聚物组分中己内酯含量越高,降解速度越快。在体外降解过程中,样品自身缺陷、摩尔质量降低、结晶度变化等因素造成PLCA样品的拉伸强度产生了变化。断裂伸长率的减小表明PLCA样品在降解过程中是逐渐变脆的。

聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料的性能研究

将热塑性淀粉(TPS)与聚己内酯(PCl)、聚乳酸(PLA)共混后,采用溶剂挥发法制备出完全生物降解的聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料。测试了材料的力学性能、共混形态、疏水性能和降解性能等。结果表明:甘油和水能够很好增塑淀粉,当淀粉∶甘油∶水为4∶1.2∶10时,拉伸强度最高达44.84MPa,断裂伸长率达93%,共混材料具有较好的力学性能;FT-IR和SEM显示聚己内酯的加入提高了共混材料的相容性;随着淀粉含量的增加,吸水率增大;土埋70天后,共混材料最高降解率达42.41%。

聚(DL-丙交酯-co-ε-己内酯)的合成、结构与性能研究

以辛酸镁为催化剂催化DL-丙交酯和ε-己内酯本体开环共聚合,制备了一系列不同单体配比的共聚物1。3CNMR分析了共聚物微观结构,计算各单元平均序列长度,表明两类酯交换反应存在使得单元序列结构重新分布,并趋向于无规化分布;共聚物组成显著影响单元序列长度,各序列长度随相应单体加入量增加而增长。DSC和XRD分析了共聚物热性能和结晶性,表明共聚物结晶性与单元序列长度密切相关。共聚物只观察到一个玻璃化转变温度,符合无规共聚物的Fox方程,说明所得共聚物为无规共聚物,或者说包含有相容性嵌段成分的共聚物。

聚乳酸-聚己内酯/茶多酚复合膜的性能研究

以聚乳酸-聚己内酯共聚物和茶多酚为原料,制备了聚乳酸-聚己内酯/茶多酚活性包装膜材料,测定了不同茶多酚含量对膜的理化性质和抗氧化性能的影响。红外光谱谱图说明茶多酚与聚乳酸-聚己内酯共聚物基质间发生相互作用。扫描电镜结果表明,聚乳酸-聚己内酯共聚物和茶多酚共混成膜时,茶多酚均匀分散。添加天然抗氧化剂茶多酚,在一定程度上降低了复合膜的水蒸气阻隔性能和透明度,却有效提高其柔韧性和抗氧化活性。

聚乳酸/聚己内酯共混膜的制备及其性能

为综合聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)的性能,将PLA和PCL原料进行熔融共混挤出造粒,再利用溶液浇铸的方法制备不同比例的PLA/PCL共混膜,并对其性能进行一系列的表征和讨论.研究结果表明,PLA与PCL可以以一定比例共混并浇铸成膜.共混膜的红外光谱中没有出现新的特征峰,说明两者共混过程中没有发生化学反应.共混膜的DSC曲线及扫描电镜图表明,PLA与PCL是不相容体系.接触角测试表明,共混膜具有比纯PLA膜和纯PCL膜更好的水润湿性.力学性能测试表明,PLA/PCL共混膜可以克服单一材料力学性能上的缺陷.

聚(己内酯-乳酸)的直接熔融法合成及表征

以乳酸(LA)、ε-己内酯(CL)为单体,通过直接熔融共聚法合成可生物降解材料聚(己内酯-乳酸)[P(CL-co-LA)].文中探讨了预聚时间、催化剂种类、熔融共聚时间等因素对产物特性粘数的影响.结果表明:以氯化亚锡(用量为0.5%(质量分数))为催化剂,外消旋乳酸(dl-LA)和CL以3∶7(摩尔比)投料,将dl-LA和CL在180℃、70Pa下直接熔融共聚12 h,可获得特性粘数为0.473 3 dL/g的聚(己内酯-乳酸)[P(CL-co-dl-LA)];将左旋乳酸(l-LA)和CL在同样条件下直接熔融共聚16 h,可获得特性粘数为0.412 1 dL/g的聚(己内酯-乳酸)[P(CL-col--LA)].与丙交酯开环聚合二步法相比,LA与CL直接熔融共聚的合成工艺简单易行.

用于生物降解膜的聚己内酯与聚乳酸共混物制备及性能分析

聚乳酸农用薄膜在自然条件下能够降解为CO2和H2O,可以有效地避免传统农用薄膜废弃后造成的土壤和环境污染。将聚己内酯与聚乳酸共混可以改善聚乳酸脆性强和韧性差的特点。该文将不同质量比例的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和聚乳酸(polylactic acid,PLA)熔融共混后通过注射成型工艺制备了农业薄膜用PCL/PLA共混物,研究了PCL与PLA配比对共混物力学性能、热稳定性、结晶熔融行为以及表面润湿性的影响。结果表明:随着PCL含量增加,共混物的拉伸强度逐渐下降,而拉伸断裂伸长率和冲击强度则先增大后减小。PCL质量分数为50%时,共混物拉伸断裂伸长率和冲击强度分别达到最大值11.2%和6.4 KJ/m2;扫描电镜分析显示,PCL与PLA相容差,聚酯连续相种类及优势共同主导力学性能走向;热重分析表明,PCL的引入有效减缓了共混物热解速率,PLA质量分数增加共混物燃烧成炭率增大;差示扫描量热法分析表明,相对于PCL和PLA,PCL/PLA共混物玻璃化转化温度、熔融温度和结晶温度均产生了变化,但二者配料比对3种温度影响不明显;接触角分析表明,PCL/PLA共混物接触角相比于PCL和PLA均有所增大,水润湿性能不同程度的降低。综合考虑,PCL与PLA最佳质量比为50∶50。研究可为农业薄膜用聚己内酯与聚乳酸共混物的制备提供依据。