柠檬酸环氧反应性增容改性聚乳酸/淀粉复合材料的研究

主要研究了柠檬酸环氧增容改性聚乳酸/淀粉复合材料,此复合材料完全来源于生物质资源并完全可生物降解。对索氏提取法得到的淀粉进行静态接触角测试表征,表明在熔融挤出过程中柠檬酸环氧与淀粉表面发生化学反应,导致淀粉表面由亲水性转变为疏水性,从而有效地提高淀粉与聚乳酸基体的界面黏附性。另外,利用SEM和万能材料试验机分别对复合材料的界面相容性及机械性能进行表征,结果表明柠檬酸环氧能够显著改善PLA和淀粉之间的界面相容性,从而显著提高聚乳酸/淀粉复合材料的综合机械性能。

聚乳酸/淀粉复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/淀粉复合材料。通过力学测试、DSC、DMA和SEM等分析,研究了聚乳酸和淀粉在不同质量配比下,复合材料力学性能、热性能、吸水率的变化,并研究了增容剂环氧树脂对复合材料性能的影响。通过研究发现,随着淀粉含量的增加,复合材料力学性能下降,结晶度减小,储能模量降低,吸水率增大;环氧树脂的加入能提高复合材料的力学性能;SEM分析表明,聚乳酸/淀粉复合材料的断裂面呈脆性断裂特征。

聚乳酸/淀粉复合材料在海水中的降解性能

研究聚乳酸/淀粉复合材料在海水环境中历经8个月的可降解性能。对每个月取样样品的降解性能通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、热重(TG)和力学性能进行评价,并对试样的形貌采用扫描电镜(SEM)进行观察。实验结果表明:随着在海水中降解时间的增加,样品分子量和分子量分布均逐渐减小,材料的热稳定性和冲击强度均逐渐下降,而材料的拉伸强度和断裂伸长率由于水分子的增塑作用均出现先减小后增大再减小的趋势。SEM照片显示随着降解时间的增加,材料内部逐渐出现空洞,结构变得松散。分析表明样品在海水中具有良好的降解性。

柠檬酸酯增塑聚乳酸/淀粉复合材料的研究

聚乳酸(PLA)基料与玉米淀粉、引发剂双2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷(双2,5)、增容剂(MAH)、增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)通过熔融共混制备了增塑改性的聚乳酸/淀粉复合材料;考察了ATBC的加入对复合材料性能的影响。结果表明:增塑剂的加入可降低材料的玻璃化转变温度和冷结晶温度,但对顺丁烯二酸酐的增容效果有所削弱;在PLA/淀粉=70/30(质量比)时,增塑剂的加入量在7.5%～10%的范围内变化会导致力学性能的急剧转变。

甘油对聚乳酸/淀粉复合材料机械性能的影响

聚乳酸是一种生物降解高分子材料,具有良好的透明性、良好的机械性能和易于加工的优点,但是比较昂贵,为了降低成本,加入廉价的其他材料,制得复合材料是一种可选择的方式。淀粉来源广泛,而且价格低廉,是一种天然的可降解高分子,因此将聚乳酸和淀粉进行共混制的复合材料能够有效的降低成本。但是聚乳酸/淀粉复合材料的韧性比较差,这限制了它的应用。在聚乳酸和淀粉80∶20(质量比)的情况下,我们向复合材料中加入甘油,改善复合材料的韧性。分别加入0%、8%、16%、24%和32%的甘油,我们采用熔融共混的方法制备了聚乳酸/淀粉复合材料。通过力学性能测试和SEM等分析,研究了在不同甘油含量的情况下,复合材料力学性能。通过研究发现,随着甘油含量的增加,复合材料力学性能先上升后下降,当甘油加入量为8%(淀粉质量)时,性能最好。SEM分析表明,甘油的加入能够改善聚乳酸/淀粉复合材料的相容性。

膨胀阻燃聚乳酸/淀粉复合材料的制备及其阻燃性能研究

利用多聚磷酸铵(APP)作为酸源,马来酸酐接枝淀粉(MA-g-St)作为碳源,并结合环氧大豆油基含磷增塑剂(DE)对聚乳酸/淀粉复合材料进行阻燃改性。重点研究了不同组分对聚乳酸材料的热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,APP、MA-g-St和DE三者之间通过协同作用能够明显提高聚乳酸复合材料的热稳定性以及阻燃性能,并且在热降解过程中能够形成致密的炭层,释放不可燃气体,起到气相阻燃的作用。另外,通过提高DE中的含磷量能够明显改善复合材料的阻燃性能,当PLA、MA-g-St、APP和DE-2/3的质量分数分别为80%、10%、2.5%和7.5%时,所得的聚乳酸/淀粉复合材料均能够通过UL94的V0级别,极限氧指数(LOI)分别达到31.1%和31.3%。

振动力场下聚乳酸/淀粉复合材料的制备及结构和性能研究

利用单螺杆动态塑化挤出机,分别在稳态和动态下挤出制备了聚乳酸（PLA）/淀粉复合材料,通过力学性能测试、DSC及SEM分析等方法考察了振动力场对复合材料结构及性能的影响。结果表明：适宜的螺杆转速范围是85~110r/min;当振幅为0.15mm、振频为5Hz时,复合材料的塑化效果最好,平均扭矩比稳态时下降了23%;振动力场的引入使PLA与淀粉的相容性得到提高。

环保降解聚乳酸/淀粉复合材料的研究

使用甘油作为增塑剂对淀粉进行改性,制备聚乳酸/淀粉复合材料,通过力学性能、热重分析、扫描电镜、差示扫描量热法等对聚乳酸/淀粉复合材料的性能进行分析。结果表明,当甘油:淀粉 = 1:2.5,改性淀粉总含量为2% (wt)时,聚乳酸/淀粉复合材料的分解温度提高了45℃;复合材料的冲击强度增加了20.10%,而拉伸强度仅下降了1.30%。SEM的结果显示加入改性淀粉,复合材料呈韧性断裂;偏光显微镜结果表明,加入改性淀粉使聚乳酸/淀粉复合材料的结晶速率加快,且结晶度增加,淀粉在聚乳酸/淀粉复合体系中起成核剂的作用。

应用于3D打印的聚乳酸/淀粉复合材料的制备及表征

将聚乳酸/淀粉进行充分混合,熔融物料用于制备复合材料。测试了复合材料的力学性能参数、吸水率及SEM电镜扫描等,考察了增溶剂MAPP的添加对复合材料性能的影响。实验结果表明,提高复合材料中淀粉的比例,其力学性能会下降,吸水率增大;复合材料断层面的脆性断裂特征表明,添加MAPP能明显优化复合材料的力学性能。

功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料研究进展

天然植物纤维增强聚乳酸复合材料具有天然环保、可生物降解、力学性能较好等特点,已经成为极具发展潜力的“绿色材料”。功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料的研发对于提升复合材料附加值、拓宽应用领域具有重要意义。因此,综述了植物纤维增强聚乳酸复合材料在阻燃、耐候、隔音、保温隔热、抗菌、色彩以及抗静电等领域的研究现状和进展,分析了阻燃剂、抗老化剂、保温剂、抗菌剂、颜料以及导电填物等功能型助剂选择、内在功能性机理解析、产业化技术研发以及产品功能多样性等方面存在的问题,并展望了该领域的发展趋势,以期为进一步推动功能型植物纤维增强聚乳酸复合材料的研发提供科学依据。

竹质纤维形态对聚乳酸基竹塑复合材料性能的影响

为高值化利用竹材加工剩余物资源,以聚乳酸(PLA)为基体,竹粉纤维(BF)、竹屑纤维(BS)、竹原纤维(BN)与竹浆纤维(BP)为填料,采用密炼-注塑工艺制备了四种竹塑复合材料,研究了竹质纤维种类对其结构与性能的影响。研究结果显示,BP与BN纤维长径比更大,BS中颗粒形态较多,BF与BS质地较刚硬。BF、BN与PLA共混熔体的混炼扭矩更大,PLA/BP复合材料吸水率最大。BF,BS,BN与PLA的界面相容性较好,其添加改善了复合材料的力学性能,而BP添加降低了复合材料的力学性能。与PLA相比,在纤维质量分数为30%时,PLA/BF,PLA/BS与PLA/BN复合材料拉伸强度分别提高了17.85%,13.6%,11.89%,冲击强度分别提高24.33%,18.70%,35.57%,弯曲强度分别提高19.45%,21.45%,4.99%。PLA/BF复合材料的综合力学性能最优,其次为PLA/BS复合材料,PLA/BP复合材料最差。研究可为竹塑复合材料的开发与应用提供有益参考。

聚乳酸纳米填料增强复合材料的应用研究进展

随着环境污染问题逐渐严峻,自然资源消耗严重,生物基可降解材料不断被开发来替代传统石油基塑料,文章主要对生物基可降解材料聚乳酸(PLA)及纳米填料增强复合材料进行了综述。介绍了直接法和间接法合成聚乳酸的过程以及不同化学结构聚乳酸的物理和力学性能,阐述了不同形态纳米填料增强增韧聚乳酸的研究进展,以及在包装材料、生命医药、纺织等领域的主要应用以及存在的问题,并对聚乳酸及其纳米填料增强复合材料的未来应用进行展望,为其进一步研究和应用提供思路。

顺丁橡胶/聚乳酸复合材料的制备工艺

为了改善聚乳酸(PLA)脆性大、韧性差的缺点,将顺丁橡胶(BR)与聚乳酸进行熔融共混制备BR/PLA复合材料,并对BR/PLA复合材料进行力学性能、断面形貌及结晶形态测试.结果表明,引入顺丁橡胶会使聚乳酸的拉伸性能和冲击性能均得到明显提高,当加工温度为210℃,加工时间8 min,转子转速60 r/min,BR/PLA复合材料的综合性能最佳.随着BR含量的增加,PLA/BR复合材料的拉伸强度逐渐减小,而断裂伸长率先增加后减小,冲击强度逐渐增大.BR的加入使PLA的结晶密度减小,球晶完整性变差.

玉米秸秆填充改性聚乳酸复合材料的研究

生物质材料产量丰富、来源广泛,长久以来都没有被得到充分和有效利用。以天然生物质作为增强填料与可降解聚合物复合是提高复合材料性能的一种有效方法。本研究通过将马来酸酐(MAH)、过氧化二异丙苯(DCP)、玉米秸秆(CS)与聚乳酸(PLA)熔融共混得到PLA/CS复合材料。研究了不同生物质比例的复合材料的力学性能、吸水性能和疏水性能等,并分析了CS在最适宜添加量下的PLA/CS复合材料整体性能。因此,PLA在添加CS之后性能有明显的改善效果且有着广阔的应用前景,同时还可以降低成本,为PLA的产业化提供一定的参考。PLA/CS复合材料潜力巨大,值得我们进一步去探索和研究。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚乳酸可降解复合材料的制备及其性能研究

以聚对苯二甲酸–己二酸丁二醇酯(PBAT)为原料,添加不同量的聚乳酸(PLA),通过双螺杆熔融共混制备了PBAT/PLA复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪分别对材料复合前后的化学官能团、熔融和结晶性进行了分析研究。不同原料配比的复合材料最终通过注塑成型制备成长条状样条,在额定拉伸应变条件下分别进行了拉伸强度试验。结果表明:纯PBAT结晶性较差,当添加PLA和相容剂ADR4370S后,PBAT/PLA复合材料结晶性得到改善,在降温时出现了明显的结晶峰;PBAT/PLA复合材料的拉伸强度随PLA添加量的增加而显著增大,纯PBAT样条的拉伸强度仅为11.456MPa,当m(PLA):m(PBAT+PLA)为20%时,PBAT/PLA复合材料的拉伸强度可达15.491MPa,较纯PBAT样品提高了35%。

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。

冷等离子体改性聚乳酸纤维/热塑性淀粉复合材料的研究

为提高聚乳酸纤维(PLAF)与热塑性淀粉(TPS)的界面相容性并以此改善复合材料的力学性能,通过冷等离子体对PLAF进行改性处理。采用转矩流变仪制备TPS,利用模压成型制备了PLAF/TPS复合材料。探究了不同功率冷等离子体、不同纤维长度、不同纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:冷等离子体改性处理功率越高,PLAF制备的复合材料拉伸强度、弯曲强度越高,但对复合材料的冲击强度几乎无影响;纤维含量及长度的变化对拉伸性能、弯曲强度、冲击强度变化趋势的影响不同,当纤维长度为10 mm,纤维含量为20%时,纤维的综合力学性能较为良好,此时拉伸强度为16.15 MPa,弯曲强度为56.12 MPa,冲击强度为5.54 kJ/m^(2)。

植物纤维/聚乳酸复合材料的研究进展

制备性能优良的植物纤维/聚乳酸复合材料是目前科研的热点之一。介绍了植物纤维的类型、化学成分、物理和力学特性,并综述了以亚麻纤维、剑麻纤维、竹纤维和椰纤维为增强体的PLA复合材料的研究进展,及相应的植物纤维预处理方法,最后展望了植物纤维/聚乳酸复合材料的发展方向。

聚乳酸/聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇/酒糟基复合材料研究

用酒糟(DG)作为填料,采用熔融共混法,将聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇(PBAT)、酒糟以不同质量比混合,研究了DG含量对PLA/PBAT复合材料的性能影响。结果表明:少量的DG可以均匀分散在PLA/PBAT复合材料中,且加入少量DG可以维持PLA/PBAT的机械性能,还可以改善复合材料的疏水性能,在保证力学性能的前提下,DG加入可以有效降低PLA/PBAT复合材料的成本,为今后企业的生产提供一定的参考。

环氧呋喃树脂反应性增容改性聚乳酸/淀粉复合材料的研究

研究了环氧呋喃树脂反应增容改性聚乳酸/淀粉复合材料,对索氏提取法得到的淀粉进行1H-NMR、FTIR、XPS和静态接触角测试表征.结果表明在熔融共混过程中环氧呋喃树脂(FER)与淀粉及聚乳酸(PLA)发生化学反应,从而起到反应性增容的作用.另外,利用SEM、万能材料试验机和DSC分别对复合材料的界面相容性、机械性能以及热性能进行了表征,结果表明FER能够显著改善PLA和淀粉之间的界面相容性,在保持PLA高强度高模量的基础上,显著提高了PLA/starch复合材料的综合机械性能和结晶性能.