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%。

聚合松香增容聚乳酸/聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物共混纤维的结构与性能

以聚合松香(PR)为相容剂,采用熔融共混法制备了不同比例的聚乳酸/聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PLA/PBAT)共混纤维。采用拉伸试验、微观结构、热分析和流变测试分析评估了熔体和纤维的物化性能。PR的引入使得PBAT和PLA的玻璃化转变温度及熔融温度降低,促进了PBAT相的均匀分散,分散相尺寸明显减小,增强了PBAT的非均相成核效应,提高了PLA的结晶温度,并在30%PR时观测到了直径小于2μm的微纤结构。随着PBAT含量的增加,共混纤维的断裂伸长率与断裂强度均得到显著提升,断裂伸长率最多提高了近600%,同时断裂强度不仅得到了保留,还提升了200%左右。

碳纳米管选择性分布增韧聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯共混材料

采用碳纳米管(CNTs)来调控聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混材料的微结构和宏观性能,探究了CNTs添加量对PLA/PBAT共混物结晶行为、相形貌及热力学性能的影响规律,基于润湿理论量化分析了CNTs选择性分布的原因,探讨了CNTs增韧PLA/PBAT共混材料的内在机制。结果表明,CNTs选择性分布在PBAT中,显著增大了PBAT相的粒径,使共混材料相形貌粗化,暗示CNTs不具备增容作用;提高CNTs的添加量,共混材料拉伸强度略有降低,断裂伸长率大幅提升;CNTs的质量分数为1%时,PLA/PBAT/CNTs试样的断裂伸长率达到最大,与未添加CNTs的PLA/PBAT试样相比提高了258.6%。

茶梗纤维-聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料的制备及其性能

为了实现茶剩余物的资源高值化利用,以茶梗纤维(TSF)为原料,用扩链剂4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)对其进行表面改性,将4,4'-MDI改性后的茶梗纤维(MDI-TSF)与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混制备复合材料。4,4'-MDI两端异氰酸酯键(―N=C=O)与TSF表面羟基(―OH)进行反应,减少TSF表面羟基含量并削弱其表面极性,从而减少了TSF与PBAT之间的极性差,环氧大豆油(ESO)加入改善两者之间界面相容性,从而可提高复合材料的机械性能。改性茶梗纤维MDI-TSF的加入可以有效增强复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及热稳定性,当PBAT与MDI-TSF质量比80∶20,即MDI-TSF添加量20%,加入10%ESO制得的复合材料PBAT/ESO/20%MDI-TSF综合力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为13.014 MPa、10.94 MPa和18.314 kJ/m^(2),与复合材料PBAT/ESO/20%TSF(8.652 MPa,8.32 MPa,14.563 kJ/m^(2))相比,拉伸强度提高了50.4%,弯曲强度提高了31.5%,冲击强度提高了25.8%,热稳定性和结晶度均有提高。

氯化锂/丙三醇改性玉米淀粉/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料的结构与性能

为制备具有良好综合性能的淀粉(CS)/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混材料,以氯化锂(LiCl)和丙三醇(Gly)构建新型复合改性剂,提出了一步共混制备改性CS/PBAT共混材料的新方法。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等考察了复合改性剂中LiCl对淀粉的作用效果,探究了复合改性剂对CS/PBAT共混材料结构和性能的影响。结果表明,Gly/LiCl复合改性剂中LiCl的引入能够增强改性剂与淀粉羟基和PBAT酯基之间的电子相互作用,进一步破坏淀粉的氢键和颗粒结构,从而降低CS/PBAT的结晶度,改善淀粉与PBAT的相容性,提高共混材料的韧性、耐水性和降解性能,表现出比单纯丙三醇改性更好的作用效果。采用Gly和LiCl质量比10:1的复合改性剂,在CS和PBAT质量比为50:75时改性CS/PBAT共混材料具有优良的力学性能,其断裂伸长率从改性前的21.9%提高到了271.7%,拉伸强度从改性前的13.4 MPa变为10.8 MPa,下降不大,显示出良好的改性作用。

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。

聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯共混发泡材料的制备及性能研究

使用偶氮二甲酰胺(ADC)作为发泡剂,纳米二氧化硅(SiO_(2))作为成核剂,采用热压发泡工艺制备了环氧型扩链剂(ADR)改性的聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)共混发泡材料。结果表明,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)证明了ADR与PLA和PBAT的扩链反应。熔体流动测试仪(MFR)显示ADR的加入有效提高了发泡前体的熔体强度。通过冷场发射扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的泡孔形态,当ADR的含量为0.3份(质量份,下同)、SiO_(2)的含量为2份时,制备的PLA/PBAT共混发泡材料的泡孔平均直径降至48.63μm,泡孔密度增至3.717×10^(6)个/cm^(3),材料的密度从纯PLA的1.156 g/cm^(3)降至0.75 g/cm^(3)。差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和动态热机械分析仪(DMA)测试结果表明,PBAT和SiO_(2)的加入有效提高了PLA的结晶度,为发泡提供了更好的环境。力学性能测试表明,PBAT、ADR的加入提高了PLA/PBAT共混发泡材料的拉伸性能,泡孔的存在提高了材料的冲击性能,PLA/PBAT共混发泡材料的冲击强度为25.94 kJ/cm^(2),比纯PLA高23.52%。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯打孔膜对双孢蘑菇的保鲜效果研究

为探究可生物降解高分子材料在果蔬保鲜包装中的应用效果,该研究采用可完全生物降解的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯[poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT]为原料制备薄膜,比较了其与聚乙烯(polyethylene,PE)膜的透光率、拉伸性能和气体渗透性等性能,然后将PBAT和PE膜打孔后用于包装双孢蘑菇,对其保鲜效果进行了评价和比较。结果表明,与PE膜相比,PBAT膜具有更高的断裂伸长率、水接触角和水蒸气透过率,以及较低的拉伸强度和氧气透过率。PBAT膜能够有效防止水蒸气在膜上的凝结,所包装的双孢蘑菇虽然与PE组相比具有较高的失重率,但保持了较高的感官品质。打孔数为6的PBAT膜能使包装内保持适宜的气体环境,使双孢蘑菇维持相对较高的白度、硬度和抗坏血酸含量,波动较小的总酚含量,因此感官和营养品质得到较好的保持。总之,可完全生物降解的PBAT膜的气体透过性可通过打孔方式来调节,使其适用于具有不同采后呼吸强度的果蔬,在果蔬采后保鲜中具有良好的应用潜力。

聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共混物等温结晶行为及等温热处理对力学性能的影响

通过熔融共混法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)(80/20)共混物,对其等温结晶行为、微观形貌、拉伸性能和维卡软化点(VST)进行研究。并在110℃时,利用等温热处理控制样品的结晶度,研究结晶度对样品拉伸韧性和VST的影响。结果发现,随着样品结晶度由9%增大至最大值36%,PLA基体中的无定形部分不断发生结晶,样品的断裂伸长率由256%骤降至11%,而VST值则由58℃提高至143℃。这是由PLA无定形部分与结晶部分巨大的性能差异所造成。当结晶度在27%时,其VST值达到123℃,断裂伸长率维持在160%左右,在增韧和耐热性能之间取得较好平衡。

纳米纤维素-银的制备及其在聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯复合材料中的应用

采用化学还原反应制备了具有抗菌作用的纳米纤维素-银(NCC-Ag)。通过XRD、EDS和SEM等方法对制备成功的NCC-Ag进行表征。通过熔融共混制备PLA/PBAT/NCC-Ag复合材料,探讨了NCC-Ag对复合材料性能的影响。结果表明,添加NCC-Ag降低了复合材料的热稳定性,但初始分解温度仍在275℃以上,可以满足应用需要。当NCC-Ag添加量为1.0%时,复合材料仍保持较好的力学性能,抗拉强度为29.29 MPa,断裂伸长率为2.89%。抗菌性能测试结果表明,PLA/PBAT/NCC-Ag复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌活性,抑菌圈分别为2.5和3.0 mm。

超临界CO_(2)辅助聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸珠粒发泡

聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)由于其低熔体强度、低模量使其在发泡过程中易发生泡孔塌陷、收缩等问题。文中利用熔点较高的聚乳酸(PLA,175℃)与熔点较低的PBAT(125℃)在180℃共混后以超临界二氧化碳(scCO_(2))为发泡剂,采用升温法(50℃浸渍、130℃发泡)制备了不黏结的PBAT/PLA发泡珠粒。旋转流变仪结果表明,随着PLA含量的增加,低频下共混物的储能模量和黏度均增加;差示扫描量热仪和偏光显微镜结果表明,发泡过程中不熔的PLA晶体与scCO_(2)促进了共混物的结晶;扫描电子显微镜和发泡实物图表明,随着PLA含量的增加,共混物发泡珠粒的泡孔密度和体积膨胀率先增加后减小,平均泡孔尺寸减小。PLA质量分数为5%时,泡孔密度最大达7.489×10^(7)cm^(-3)、体积膨胀率达9.47倍、收缩率低至5.6%,发泡珠粒表面光滑。该法在不损失PBAT降解性的基础上,通过升温法工艺并辅助少量PLA改善PBAT泡孔形态和抗收缩性能,为工业化生产提供了简单方法。

碳酸钙高填充聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯可降解复合材料的制备及性能表征

以生物降解塑料聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)为基材,以50%表面改性的CaCO3为填充物制备出具有较好吹膜性能的可降解高填充复合材料。研究结果表明,随着CaCO3添加量的增加,CaCO3/PBAT复合材料的拉伸性能出现先提高后降低的趋势,而偶联剂KH560以及增溶剂ADR的使用则可以明显提高CaCO3/PBAT(50%)复合材料的拉伸性能,且在偶联剂使用量为2.0%,增容剂为1.0%时,复合材料的拉伸性能达到最佳,CaCO3/PBAT(50%)薄膜制品的横向拉伸强度可达20.10 MPa,纵向拉伸强度可达21.73 MPa,横向断裂伸长率为648%,纵向断裂伸长率为528%,熔融指数为1.58 g/10min。通过SEM对薄膜表面进行观察,发现CaCO3分布均匀,完全被PBAT浸润包覆。复合材料满足市场包装材料的力学性能要求,大幅度降低了PBAT的使用成本,具有良好的应用前景。

铝酸酯偶联剂增容增塑聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸共混体系

以铝酸酯偶联剂(ACA)为增容剂,采用熔融共混法制备了聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)/ACA共混材料。利用红外光谱分析仪、熔融指数仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪、动态力学热分析仪、扫描电子显微镜和伺服控制拉力试验机分别研究了ACA含量对PBAT/PLA共混体系结构与性能的影响。结果表明,ACA穿插在PBAT和PLA分子链间,与PBAT和PLA发生了物理缠绕,增大了分子间距离,提高了分子链的柔顺性,增强了PBAT与PLA间的作用力,改善了两相的相容性,增加了PBAT/PLA/ACA共混材料的拉伸韧性,断裂伸长率由250.9%提高到410.7%。ACA具有显著的增塑效果,使共混体系的熔体质量流动速率增加,共混体系的储存模量、损耗模量、复数黏度及PBAT和PLA的玻璃化转变温度降低,PLA的结晶度由18.8%增加到26.6%。

复合催化剂合成可降解共聚酯PBAT及性能表征

通过钛酸四丁酯、正硅酸乙酯以及磷酸三乙酯的反应制备了一种复合催化剂,然后以1,4-丁二醇、己二酸和对苯二甲酸为原料,使用该复合催化剂通过直接酯化法合成了聚对苯二甲酸丁二醇-co-聚己二酸丁二酯(PBAT)。研究了酯化率、缩聚时间对合成的PBAT特性黏度的影响,重点对比了制备的复合催化剂与传统聚酯催化剂的活性。采用核磁共振、傅里叶变换红外光谱对聚合物的结构进行了表征。结果表明,当酯化率由80%增加至95%时,PBAT的特性黏度从0.95 dL/g增加到1.25 dL/g;随着缩聚反应时间的增加,PBAT的特性黏度先增加后减小,当缩聚时间为65 min时,PBAT的特性黏度达到最大,为1.25 dL/g。当制备的复合催化剂质量分数为0.025%时,PBAT的特性黏度可以达到1.1 dL/g以上,并且缩聚温度只需要240℃左右(传统的催化剂需要270℃以上),这大大降低了反应能耗。从熔融温度、结晶温度、拉伸断裂强度以及断裂伸长率等性能测试结果来看,采用自制复合催化剂合成的PBAT的结晶温度为84.75℃,拉伸断裂强度为26.2 MPa,断裂伸长率为870%,性能得到了更好的提升。

PBAT/没食子酸酯化纳米纤维素复合膜的制备及性能

本文以自制三乙酰基没食子酰氯为单体,以1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑离子液体为溶剂,调节反应物的质量分数,控制反应条件,通过溶液反应,制备高取代度的改性纤维素;而后控制再生条件,并脱乙酰化,制备了高取代度的没食子酸酯化纳米纤维素(PHNC10-1)。傅里叶红外光谱仪(FTIR)、元素分析和原子力显微镜(AFM)证明了PHNC10-1的成功制备。随后将PHNC10-1引入聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),通过溶液浇铸的方式制备复合膜。拉伸性能测试表明,当PHNC10-1的质量分数为2%时,复合膜的拉伸性能最优,与PBAT膜相比,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了4.5%和7.0%;继续增加PHNC10-1的质量分数,PHNC10-1在基体中团聚,导致复合膜的拉伸性能下降。热重分析和热氧老化实验表明,PHNC10-1可有效地提升PBAT的热氧稳定性。

聚酯类颗粒暂堵剂的降解规律及水解机理

考察了盐酸和NaOH水溶液质量浓度、温度对聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)降解性能的影响,通过FTIR、XRD、SEM探究了聚酯类颗粒作为酸压暂堵剂的降解规律和水解机理,并对其封堵性能进行了评价。结果表明,盐酸或NaOH水溶液质量浓度越大,温度越高,PLA、PGA、PBAT完全降解时间越短,在相同质量浓度下,它们在NaOH水溶液中降解比在盐酸中更快;同样条件下,降解速率由大到小的3种聚酯类颗粒暂堵剂排序为PGA>PLA>PBAT。聚酯类颗粒暂堵剂在降解初期,酯基开始水解,颗粒表面出现孔洞,颗粒体积略微减小;随着降解的进行,水解优先发生在无定形区,结晶度增大,羰基指数减小,羟基指数增大,颗粒表面孔洞增多,体积进一步缩小;降解后期,结晶区开始水解,结晶度减小,聚合物分子链大量断裂,直至完全降解。封堵性能(承压能力)由大到小排序为PLA>PGA>PBAT,聚酯类颗粒暂堵剂与水的固液比(g∶L)为150∶1的PLA、PGA、PBAT突破压力分别为11.7、10.9、7.5 MPa;注入聚酯类颗粒暂堵剂的固液比越大,封堵层越致密,承压能力越强。

基于废弃PET的环氧超支化聚酯扩链剂应用性能

以废弃聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的降解产物为核心,制备了环氧超支化聚酯扩链剂(EHBP),探究了该扩链剂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯/聚乳酸/碳酸钙(PBAT/PLA/CaCO₃)三元复合材料微观结构、热性能、力学性能的影响。结果表明,以PET降解产物制备的EHBP对复合材料有明显的增容作用。扩链剂中的高活性环氧基团能够与PBAT和PLA上的端羧基、端羟基发生开环加成反应,形成扩链大分子以增强PBAT和PLA之间的界面相互作用。当EHBP添加量达到0.6份时,可以明显观察到两相间变得模糊、孔洞减少。缺口冲击强度由6.48 kJ/m^(2)增加到43.02 kJ/m^(2),拉伸强度由10.15 MPa增加到24.59 MPa,断裂伸长率由11.8%增加到56.72%。

PLA/PBAT复合膜制备技术及其在食品包装中的应用前景

聚乳酸(PLA)作为可再生可降解的环境友好型新材料,具有极大的环境和经济价值,但其脆性较大成为限制其发展的主要原因,为解决聚乳酸(PLA)韧性差这一问题,将PLA与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混可显著增强其韧性。PLA/PBAT复合膜作为一种生物可降解材料,因其具有原料丰富、成本低廉和环境友好等优点被广泛应用。该文概述了PLA/PBAT复合膜的不同制备方法及工艺研究现状。总结了复合膜的改性技术包括无机填料、扩链增容、交联剂改性、淀粉改性和协同改性等。最后介绍了PLA/PBAT复合膜在食品包装中的潜在应用及发展前景,以期为PLA/PBAT复合膜在未来食品包装中的研究提供理论参考和新思路。

离子液体改性PLA/PBAT复合膜的结构与性能

以聚乳酸(PLA)为基体、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)为增韧剂、1-十六烷基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体(IL)为改性剂,研究了IL含量对PLA/PBAT复合膜结构与性能的影响。通过动态热力学分析(DMA)测试发现,加入IL后,PLA/PBAT复合膜的储能模量降低,PLA与PBAT的玻璃化转变温度向低温移动,证明了IL具有增塑作用。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,加入少量IL后,PBAT在PLA基体中的相区尺寸减小,粒子分散更加均匀,证明了IL具有增容作用。随着IL含量的增加,PLA的冷结晶温度逐渐向低温移动,同时IL的增塑作用导致PLA相的结晶度提高。IL的增容、增塑双重作用能提高PLA/PBAT复合膜的拉伸性能。当IL含量为0.5%时,PLA/PBAT/IL复合膜的断裂伸长率、拉伸强度及模量分别为295%、55.0MPa及1800MPa,分别为PLA/PBAT复合膜的19.7、1.45及1.03倍。因此,IL显著提高了PLA/PBAT复合膜的综合性能。

聚乳酸微纳复合泡孔的结构与性能研究

通过熔融共混制备聚乳酸(PLA)/聚(己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)共混物。以环氧扩链剂(CE)为相容剂,研究了CE含量对共混物的流变行为、结晶行为的影响,并研究了CE含量为5份的共混物在冷结晶温度下的发泡行为以及泡沫的拉伸性能。结果表明,共混体系的相容性、结晶速率随着CE含量的增加而增加、可发性提高,在添加了5份CE的共混物中得到了微纳复合泡孔,泡孔密度达到1013个/cm^3,相对于PLA泡沫,共混物泡沫的断裂伸长率提高了40%。