工艺参数和结晶预处理对聚乳酸/聚己内酯共混材料微发泡的影响

随着组织工程技术的快速发展,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)由于其优异的性能在组织工程领域得到广泛应用。文中采用超临界二氧化碳(ScCO_(2))对PLA/PCL(80/20)共混材料进行微发泡实验,研究了工艺参数和结晶预处理对PLA/PCL共混材料微发泡泡孔形态的影响,分析了泡孔形态与材料结晶形态之间的关系。通过改变饱和压力、保压时间和发泡温度等发泡参数来控制泡孔的形态。结果表明,工艺参数对PLA/PCL(80/20)共混材料的泡孔形态有很大的影响,提高饱和压力、控制适当的发泡温度和保压时间,可以获得均匀致密的泡孔结构。为了增强晶体对气泡成核位点的影响,对PLA/PCL共混材料进行了熔融结晶预处理,结果表明,熔融结晶预处理有利于形成完善的球晶结构,诱导泡孔成核,提高PLA的发泡性能,且PCL的加入对PLA结晶形态有很大的促进作用,可起到异相成核的作用,有利于形成均匀致密的泡孔结构。

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。

淀粉/聚乳酸/聚己内酯共混材料的性能研究

研究了淀粉/聚乳酸接枝马来酸酐/聚己内酯接枝马来酸酐(starch/PLA-g-MAH/PCL-g-MAH)共混材料的主要性能。结果表明:PCL-g-MAH的加入有效增强了共混物的韧性,且将两聚酯接枝马来酸酐实现了对共混物的增容,使starch/PLA-g-MAH/PCL-g-MAH共混体系的力学性能和耐水性能比淀粉/聚乳酸/聚己内酯(starch/PLA/PCL)共混物显著提高。同时,增容后的共混物仍具备良好的可生物降解性能。

高木质素含量聚乳酸共混材料的制备及其性能研究

传统高分子材料难以降解引发的环境问题日趋严重,以聚乳酸(PLA)为代表的可生物降解高分子引发了人们的广泛关注,而较高的使用成本是限制其大规模使用的主要因素之一。本研究制备了聚乳酸(PLA)/木质素共混材料,并利用增容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)分子上的环氧基与木质素的羟基以及PLA分子两端反应,以改善木质素与PLA的界面相容性,通过微观形貌、力学性能、热学和流变行为分析探究了木质素以及GMA含量对PLA性能的影响。结果表明,GMA可以有效改善木质素与PLA的界面相容性,从而提升材料的力学性能。本研究含30%(质量分数,下同)木质素样品的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和断裂伸长率分别达到了42、1 750、60、3 460 MPa、26.2 J/m和2.4%,当木质素含量提高至60%时,其性能优于较低含量木质素样品,保留了可生物降解的特点并大幅降低了PLA的使用成本。

聚乳酸聚氨酯嵌段预聚体增韧PLA/TPU共混物

合成聚乳酸聚氨酯嵌段共聚物预聚体(PLA-b-PUP),以其作为聚乳酸(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)的活性相容剂,通过原位反应增容制备PLA/TPU/PLA-b-PUP超韧共混物.通过拉伸试验、冲击试验、SEM、FTIR、DSC和TGA研究共混物的力学性能、热性能和增韧机理.结果表明,PLA-b-PUP中的异氰酸酯基团与PLA和TPU上的活性基团发生反应,显著改善了PLA/TPU共混物两相界面的相容性.随着PLA-b-PUP的加入量增加,共混物中PLA的玻璃化转变温度和相对结晶度逐渐降低,当PLA-b-PUP的质量分数为PLA/TPU共混物的4%时,共混材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到无相容剂时的8.12和2.73倍,表现出良好的增容增韧效果.添加PLA-b-PUP后,共混物的初始分解温度有所降低,但最快分解温度有所提高.

熔喷用麦饭石 聚乳酸共混材料的制备及其性能

为了探究熔喷用麦饭石聚乳酸共混材料的结构与可加工性,采用三乙氧基甲基硅烷(Methyltriethoxysilane,MTES)对麦饭石(Medical stone,MS)进行表面改性,并以改性麦饭石(MTES-MS)为填料,以聚乳酸(Polylactic acid,PLA)为基体,通过熔融共混工艺制备出不同质量比的MTES-MS PLA共混材料。通过对共混材料的截面形态、结晶结构、热稳定性和力学性能等进行表征和分析。结果表明:MTES-MS与PLA基体有良好的界面相容性;MTES-MS的加入对PLA的玻璃化转变温度和结晶结构的影响不大,但会使其结晶度和热稳定性有所上升;随着MTES-MS质量分数的增加,在同一温度下,共混材料的熔体流动速率(Melt flow rate,MFR)随之降低,流动性变差,但仍满足熔喷可纺性的要求;而MTES-MS PLA共混材料的纵向拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,当MTES-MS的质量分数为7%时,共混材料的力学性能较优,相比于纯PLA,共混材料的纵向拉伸强度提升了76.17%,纵向断裂伸长率提升了70.79%。

聚乳酸/聚酮共混织物的开发与设计

采用聚乳酸/聚酮共混纤维设计小提花织物,从织物风格、舒适性能、外观保持性等方面探讨两种不同聚酮纤维含量共混纤维织物的性能。结果表明,两种织物厚度和面密度基本相同,随着聚酮纤维含量的提高,织物的折皱回复性、悬垂性变好,而耐磨性下降,透气性变差。设计的纯纺小提花织物轻薄、光泽感强、耐磨性好、透气性好,适用于夏季轻薄织物、女士裙装、童装、男士衬衣等。

聚(ε-己内酯-L-丙交酯)无规共聚物与聚乳酸共混材料的制备与性能

通过开环聚合,合成不同比例的ε-己内酯(ε-CL)与L-丙交酯(L-LA)的无规共聚物P(CL/LLA)。将上述共聚物P(CL/LLA)与聚乳酸(PLLA)共混,制备了PLA/P(CL/LLA)共混材料。并对其相容性、热性能、力学性能进行了研究。结果表明,共聚物P(CL/LLA)与PLA相容性与共聚物中LA单元含量和链段的平均长度有密切关系,P(CL/LLA)中LA链段平均长度达到3.4以上时,可以与PLA很好的相互作用。同时共聚物P(CL/LLA)中—CL—链段有很好的柔性,可以很好的改善PLLA的韧性,使PLLA材料的断裂伸长率达到500%以上。

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%。

聚己内酯/聚乳酸共混材料流变性能对其超临界流体微发泡的影响

采用单因素实验方法,对聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)的共混物进行间歇微发泡实验,研究PCL/PLA共混物的流变性能与微发泡材料泡孔形貌之间的关系。采用旋转流变仪和扫描电镜分别对共混物的流变特性与发泡样品的泡孔形貌进行表征。结果表明,随着PLA含量的增加,共混材料的储能模量、耗能模量和复数黏度增加,tanδmax先减小后增加;微发泡材料的泡孔尺寸先减小后增加,泡孔密度先增大后减小,PLA含量30%的微发泡材料的泡孔分布最为均匀致密。微发泡泡孔结构受熔体黏性和弹性的共同作用,其中弹性效应(应变硬化)的作用更加关键。

微发泡工艺与材料配比对聚己内酯/聚乳酸共混材料微发泡行为的影响

可生物降解聚合物多孔支架已成为组织工程的研究热点。文中采用超临界CO2微发泡技术,对聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)共混材料进行发泡,并分析了发泡工艺、材料配比对PCL/PLA共混体系泡孔形态的影响。实验结果表明,随着保压压力的升高,泡孔直径减小、泡孔密度增加;随着发泡温度的升高,泡孔直径增大、泡孔密度减小;随着保压时间的延长,泡孔直径增大、泡孔密度略有降低,最终趋于稳定。泡孔直径和泡孔密度决定着开孔度的大小。随着PLA含量的增加,PCL/PLA共混体系的泡孔密度增大,泡孔直径减小。

聚乳酸/聚己内酯相变降温材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)共混物,基于共混物中PCL的熔融吸热和PLA的玻璃化转变吸热,制备了PLA/PCL相变降温材料。利用差示扫描量热仪、偏光显微镜、广角/小角X射线散射和单轴拉伸测试等手段,研究物理老化和共混比例对共混物相变行为、相结构、结晶结构和力学性能的影响,并将该相变降温材料应用于3D打印熔融沉积成型。结果表明:与纯PLA相比,物理老化和加入PCL均可提高共混物的相变潜热,并拓宽其相变温度范围。共混物相变潜热的提高是由于物理老化后PCL的晶体完善、片晶增厚以及PLA局部有序结构的形成。共混物中PCL和PLA是不相容的,PCL相分散在PLA基体中,呈现海岛分布结构。加入PCL后,共混物的屈服强度和杨氏模量降低,断裂伸长率变化不大。采用熔融沉积成型3D打印该相变降温材料时,打印挤出较为流畅,3D打印制件外观良好。

聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)共混纤维的结构及其织物染色性能

聚乳酸(PLA)与聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)共混纺丝是改善聚乳酸(PLA)纤维的耐热性和柔韧性的方法之一。为了揭示共混纤维结构对其织物染色性能的影响规律,借助热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等手段分别对共混纤维和PLA纤维的微结构和热性能进行分析。采用高、中、低温3类分散染料,对2类纤维织物的染色升温速率曲线、提升性和各项染色牢度等性能进行了比较。结果表明:共混纤维中PLA与PHBV两相分离,PLA相具有与PLA纤维相似的晶型结构,其结晶度较高,而PHBV相中形成较低的结晶;与PLA纤维相比,共混纤维的熔点较高,玻璃化温度稍低,因此其能在较低的温度下达到上染平衡;在相同的染色条件下,共混纤维织物的表观染色深度几乎是PLA织物的2倍;2类纤维织物的耐皂洗色牢度性能均不够理想。

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%。

聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯共混纤维及其雪尼尔纱的染色动力学

为进一步了解生物可降解聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯(PLA/PHBV)共混纤维及其雪尼尔纱的染色性能,提高对含生物可降解聚酯纤维雪尼尔纱染色技术的可控性,研究了PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱的染色性能,探究了C.I.分散红60在雪尼尔纱及其原材料纤维上的染色动力学,并对各纤维的生物可降解性能进行了研究。结果表明:C.I.分散红60在PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱上的上染率随着温度的升高而明显提升,但为兼顾纤维的力学性能,染色温度不宜超过110℃;C.I.分散红60在PET纤维、PLA/PHBV纤维及雪尼尔纱3种材料上的吸附均符合准二级动力学方程,其在PLA/PHBV纤维上的染色平衡吸附量最高,在PET纤维上的最低,并且随着染色温度升高,C.I.分散红60在3种材料上的染色速率加快,半染时间缩短,扩散系数增大;各纤维的降解效率均随土埋时间的延长而提高,其中PLA/PHBV纤维的降解性能最好,PLA纤维次之,且PLA或PLA/PHBV生物可降解聚酯纤维的存在,可加快PET纤维的降解速率。

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。

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。

熔融共混制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料及其性能研究

通过熔融共混制备了聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料,研究了蒙脱土对聚乳酸结晶性能、热稳定性、力学性能以及动态力学性能的影响。研究结果表明:蒙脱土对聚乳酸的熔体结晶过程起促进作用;聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的起始热分解温度随蒙脱土含量的增加而升高;适量的蒙脱土可对聚乳酸起增强作用,蒙脱土含量小于5%时,还可改善聚乳酸的韧性。动态力学性能分析结果表明:蒙脱土对聚乳酸的玻璃化转变温度无明显影响但,损耗因子随蒙脱土含量的增加而减小。

淀粉/聚乳酸共混可降解材料研究进展

介绍了淀粉在可降解塑料中应用的发展历史和现状,阐述了近几年国内外淀粉/聚乳酸共混体系的研究进展。以期在该领域里能更好、更快的开发出可替代传统塑料的可降解材料,以解决目前人类面临地并日益突出地环境问题和能源危机。

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)%。