扩链剂对PLA/PBAT复合材料结构与性能的影响

通过混合熔融挤出方法制备聚乳酸(PLA)/聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)复合材料,采用差式扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、高压毛细管流变仪、偏光显微镜等分析手段,研究扩链剂对PLA/PBAT复合材料熔体流动速率、拉伸性能、热性能、相容性、相对分子质量、流变行为、成膜性以及薄膜制品力学性能等的影响。结果表明:扩链剂的加入,能够有效改善PLA/PBAT复合材料的相容性,提高PLA/PBAT复合材料的流动性、拉伸性能、热稳定性、熔体强度以及临界剪切速率等性能。同时,扩链剂的加入,提高了PLA/PBAT复合材料的加工成膜性能,制备的薄膜制品具有较好的力学性能。

PBAT/PLA全生物降解地膜的降解性能及对石河子垦区棉花生长的影响

为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果,以PE地膜为对照,在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验,系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明:PBAT/PLA地膜降解较快,在覆膜43 d即进入诱导期;红外、X射线衍射、扫描电镜等测试也表征出PBAT/PLA地膜田间降解后分子链、晶体结构和微观形貌等发生的一系列变化;在棉花生育前期,PBAT/PLA地膜膜面保持完整,增温保墒效果良好,两组出苗率一致;但随着PBAT/PLA地膜逐渐裂解,其应用效果开始下降,棉花进入盛蕾期后,PBAT/PLA地膜覆盖下土壤温度和含水率比PE地膜覆盖分别低0.30~1.15℃和2.31~3.46个百分点,最终导致PBAT/PLA地膜组的株高和茎粗较PE地膜组分别降低22.08%和12.82%,籽棉减产20.24%。因此,PBAT/PLA全生物降解地膜还需从材料分子链结构层面进行配方改良、推迟降解诱导期、提高棉田覆盖应用潜力,使其能更好在新疆棉花生产中进行试用推广。

高环氧基功能聚合物对PBAT/PLA复合材料性能的影响

以高环氧基功能聚合物(HPC-3510P)作为增容剂,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、万能材料试验机等研究了HPC-3510P对对苯二甲酸、己二酸和1,4-丁二醇三元共聚物(PBAT)/聚乳酸(PLA)复合材料、淀粉填充PBAT/PLA复合材料以及碳酸钙填充PBAT/PLA复合材料综合性能的影响。结果表明,HPC-3510P的质量分数为0.3%时即可明显改善PBAT/PLA复合材料的加工稳定性,并随着HPC-3510P的添加量的提高,复合材料的微观形貌、熔融结晶行为、应力-应变行为得到进一步提高。HPC-3510P同样适用于淀粉或碳酸钙填充PBAT/PLA复合材料体系,能显著提高复合材料的加工稳定性、熔融结晶行为及力学性能。淀粉和碳酸钙两种填料存在明显差异,淀粉对PBAT/PLA复合材料增强作用弱于碳酸钙,但能够保持较高的断裂伸长率,增容剂对流动性影响也较小;而碳酸钙的增强效果明显优于淀粉,但其断裂伸长率较低,且增容剂和碳酸钙的协同反应会进一步降低复合材料的流动性。

可生物降解PLA/PBAT/PHBV共混3D打印复合材料开发

针对目前FDM工艺3D打印材料领域中存在的可生物降解材料少、降解速率慢、熔融温度较高、综合力学性能差等问题,通过分析现有可生物降解材料性能的基础上,采用多元共混改性技术,开发出可生物降解的PLA/PBAT/PHBV三元共混3D打印复合材料。实践表明,该3D打印复合材料具有降解速率快,刚性、韧性等力学性能优良,熔融温度较低等特点,有较好的推广应用前景。

PBAT/PLA复合膜结合1-MCP处理对金玉兰菜保鲜效果的影响

为研究金玉兰菜新型可降解保鲜包装及保鲜新技术,以聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)泡沫箱包装作为对照,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸[poly(butyleneadipate-co-terephthalate)/polylactic acid,PBAT/PLA]复合膜包装结合1.0μL/L 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)对金玉兰菜进行处理,分析测定贮藏期间[(4.0±0.5)℃],金玉兰菜呼吸强度、色差、总酚含量、多酚氧化酶活性、营养物质含量等指标的变化。结果表明,采用PBAT/PLA复合膜包装的金玉兰菜在贮藏24 d后,硬度仍保持了1.98 kg/cm^(2),感官评分平均值维持在3.425,高于对照组(1.15);PBAT/PLA+1-MCP能够延迟呼吸高峰的出现时间,并降低呼吸峰值10.72 mg CO_(2)/(kg·h),褐变指数较未添加1-MCP的处理组降低了2.3~5.7,有效抑制了营养物质的损耗。PBAT/PLA复合膜结合1-MCP处理能够有效提高金玉兰菜冷藏过程中的品质,在拓宽可降解包装材料在农产品保鲜中的应用及提高金玉兰菜保鲜技术水平方面具有潜在应用前景。

PLA/TiO_2纳米复合膜对香菇保鲜效果的研究

为研究纳米复合材料对采后香菇的保鲜效果,以未包装的香菇为对照,探讨了添加不同质量分数0%、1%、2%、3%纳米Ti O_2的PLA/Ti O_2纳米复合膜对香菇保鲜效果的影响。在(4±1)℃条件下,每4 d测定香菇贮藏期间理化指标及微生物指标。结果表明,PLA/Ti O_2纳米复合膜能更好地维持香菇贮藏期间的感官品质,抑制呼吸强度,减缓水分流失,维持较高VC及还原糖含量。纳米Ti O_2添加量与香菇的保鲜效果成正比,其中3%PLA/Ti O_2纳米复合膜对香菇的保鲜效果最佳。

电子束蒸发法沉积PLA基载药复合薄膜及其抗菌性能

以不同质量比的聚乳酸(PLA)和环丙沙星(CIP)作为靶材(PLA与CIP的质量比为1∶2、1∶1和2∶1),通过低功率电子束蒸发法(EBD)沉积3种比例的PLA基环丙沙星复合薄膜。采用X线光电子能谱仪(XPS)、核磁共振波谱仪(NMR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)分析复合薄膜成分、结构和表面形貌,采用紫外可见分光光度计(UVVis)分析复合薄膜的药物释放动力学性能,运用琼脂扩散法测试复合薄膜抗菌性能及缓释抗菌性能。结果表明:3种PLA和CIP不同质量比的复合薄膜均可通过电子束蒸发法成功制备,复合薄膜在基底上分布较为均匀,呈现颗粒状或椭球状形貌,但薄膜样品的均方根粗糙度(Rq)相差明显,随着PLA含量的增加,Rq呈减小趋势;通过考查薄膜形貌结构、抗菌性能及动力学释放行为这几方面因素,得到靶材m(PLA)∶m(CIP)=1∶1时,复合薄膜的综合性能最佳,该比例的复合薄膜即使在生理盐水中浸泡168 h后,仍对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性,与浸泡24 h后的复合膜相比,抑菌圈直径减少不超过37%。

数字印刷废纸纤维增强聚乳酸复合薄膜的性能研究

以数字印刷废纸、聚乳酸(PLA)为原料,采用熔融混炼、热压成形的工艺制备得到废纸纤维/PLA复合薄膜,探究了不同废纸纤维添加量和不同改性剂对复合薄膜性能的影响。分别加入硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC201)及木聚糖酶,对废纸纤维进行改性处理,研究了改性前后复合薄膜的力学性能、不透明度、化学结构及热稳定性等。结果表明,当废纸纤维质量分数为25%时,复合薄膜抗张强度最佳,达21.6MPa,相较于纯PLA薄膜提高了94.7%;当废纸纤维质量分数为20%时,其不透明度增加至95.5%;废纸纤维经改性处理后,复合薄膜抗张强度均有不同程度的提升,其中KH560的改性效果最佳,复合薄膜(废纸纤维质量分数25%)抗张强度达24.7 MPa,相较于改性前提升了14.4%;改性处理并未对复合薄膜的不透明度和热稳定性产生影响。

大黄素/聚乳酸物复合薄膜的制备及抗凝血研究

药物洗脱支架具有良好的抗增生性能,对血管支架内再狭窄起到很好的抑制作用,但其抗凝血性能仍有待改善。大黄素(emodin)是一类具有抗增生以及抑制血小板黏附聚集等特性的中药提取物,有望成为药物洗脱支架的选用药物。本文以可降解高分子材料聚乳酸(PLA)为载体制备了浓度为3%(质量分数)、5%(质量分数)的大黄素复合薄膜。采用傅立叶变换红外光谱研究了复合薄膜的组成成分,用体外血小板粘附实验和部分凝血活酶时间(APTT)表征复合薄膜的体外抗凝血性能。结果显示大黄素与PLA的特征峰在复合薄膜的红外图谱中均有出现,复合薄膜的血小板粘附和聚集数量减少且APTT长于纯PLA薄膜,这都表明大黄素/聚乳酸复合薄膜的抗凝血性能优于纯PLA薄膜。

乳酸膨润土及其在聚乳酸材料中的应用

为扩展聚乳酸的应用范围,用乳酸与碱性钙基膨润土反应制备出剥离型乳酸膨润土,并用该材料与聚乳酸通过氯仿溶液铸膜法制备出聚乳酸/乳酸膨润土复合膜。用扫描电镜(SEM)观察膜的形态,万能力学试验机测定膜的拉伸强度和断裂伸长率,差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)研究膜的热性能。测试结果表明,添加1%的乳酸膨润土以剥离片层分散在聚乳酸基体中,可使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高24%和55%,复合膜的透明性和使用温度基本不受影响,热分解温度降低25℃。

基于FDM工艺的相容剂PBAT-g-MAH在PLA/木粉复合材料中的应用

采用熔融沉积成型(FDM)工艺成型聚乳酸(PLA)/木粉复合材料,研究聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯接枝马来酸酐(PBAT-g-MAH)对复合材料力学性能、加工流动性、结晶度和热稳定性的影响。结果表明:PBAT-g-MAH对复合材料有增韧作用。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时,复合材料的拉伸强度为45.52 MPa,冲击强度为15.80 kJ/m^(2);与未加PBAT-g-MAH相比,复合材料的拉伸强度增加5.9%,冲击强度增加34.46%。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的熔体流动速率增加,玻璃化温度降低,对结晶度的影响不大。PBAT-g-MAH的加入使复合材料的热稳定性增加。PBAT-g-MAH的加入使基体PLA与木粉间的结合更紧密,裸露在外的木粉明显减少。PLA/木粉/PBAT-g-MAH为90/10/9时,复合材料综合性能较好。

乙酰化前后木质素对甲酚与聚乳酸复合成膜性质影响的比较

本文讨论乙酰化前后木质素对甲酚的结构变化以及其与聚乳酸(PLA)复合成膜的性质特点。重点研究了不同羟基含量的乙酰化木质素对甲酚的用量对其与PLA复合膜的拉伸强度及断裂伸长率的影响。木质素对甲酚经过乙酰化处理后,通过红外光谱和紫外光谱对比了吡啶-冰醋酸法和乙酸酐法两种方法的乙酰化效果。通过使用不同羟基含量的乙酰化木质素对甲酚与聚乳酸共混铺膜后,用拉力测试仪测量膜的力学性质。结果表明,两种方法在乙酰化后由于木质素酚的羟基和酰基含量不同,对膜的拉伸性能影响不同。当木质素酚的羟基含量从12%降低至5%时,复合膜的断裂伸长率在添加比例从0增加到20%时均有所增高,但膜的拉伸强度在乙酰化木质素酚的羟基含量为8%时,表现出比未添加情况下更高的性质。这说明,乙酰化木质素酚中的羟基与酰基在与PLA复合时共同影响复合膜的力学性质。

PBAT/PLA复合材料的制备及其微球发泡行为研究

采用熔融共混法制备了聚（己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯）/聚乳酸（PBAT/PLA）共混复合材料,并对PBAT/PLA共混体系的流变性能、结晶性能、力学性能、微观形貌以及发泡行为（热膨胀微球作为发泡剂）进行了表征。结果表明：随着PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的非牛顿指数先减小后增大,其中当PLA含量为30%时达到最小值;PLA的引入改善了PBAT的结晶性能,且PBAT与PLA对彼此的晶型均无影响;随PLA含量的增加,PBAT/PLA共混体系的拉伸强度增大、断裂伸长率降低,其中当PLA含量为50%时,拉伸强度和断裂伸长率分别达到25.3 MPa和422.2%;PLA与PBAT的相容性差,当PLA含量为30%时,PLA/PBAT共混体系发生相分离;此外,当PLA含量为10%时,PBAT/PLA复合发泡材料的密度达到最小值0.34 g/cm^3。

增塑剂对聚乳酸/热塑淀粉复合膜性能的影响

目的改善聚乳酸(PLA)/热塑淀粉(TPS)共混复合膜的使用性能。方法探究乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)和环氧大豆油(ESO)2类增塑剂对复合膜力学性能、透湿性、透光性、微观结构及热力学性能的影响。结果增塑剂的添加可显著改变复合膜力学性能,当ATBC添加量(质量分数)从10%升至20%时,复合膜断裂伸长率增加38倍,而抗拉强度仅为前者的36%。单一ATBC或ESO的添加对复合膜透湿性及透光性影响基本一致,且优于复合增塑剂效果。增塑剂对复合膜体系能够起到一定增容效果,但会造成热分解起始温度下降。对于单一增塑剂,ATBC的增塑效果更为优良;ATBC和ESO复合增塑剂虽具有一定协同作用,但由于二者相容性较差,在总添加量相同的情况下,其对复合膜的增塑作用相较于单一ATBC未展现出明显优势。结论 ATBC添加量为20%的复合膜拥有最佳综合性能。

甲基丙烯酰氯改性木质素对甲酚共混聚乳酸制备复合膜的研究

为提高木质素对甲酚与聚乳酸(PLA)复合时的界面相容性,进而提高材料的力学性能,利用甲基丙烯酰氯对木质素对甲酚进行接枝改性,然后将改性前后的木质素对甲酚分别与PLA共混制备复合膜,分析了改性前后木质素对甲酚的分子结构及复合膜的力学性能。结果表明,甲基丙烯酰基可成功接枝到木质素对甲酚上,其对木质素对甲酚的用量为0.5 m L/0.5 g、改性次数为4次时,木质素对甲酚的改性效果最佳。随改性木质素对甲酚添加量的增加,复合膜拉伸强度虽逐渐下降,但下降的程度低于添加未改性木质素对甲酚的复合膜;改性木质素对甲酚与PLA形成的复合膜的断裂伸长率远高于纯PLA膜的断裂伸长率,且随改性木质素对甲酚添加量的增加,复合膜的断裂伸长率呈先升高后平稳的趋势;综合考虑复合膜的拉伸强度和断裂伸长率,改性木质素对甲酚的最佳添加量为10%。

不同包装膜对鲜切土豆的保鲜效果研究

为了探究不同保鲜膜及可食性涂膜对鲜切土豆常温贮藏品质的影响,筛选适宜的土豆保鲜包装,延长货架期。以鲜切土豆为试材,分别使用PBAT/PLA、PE和蒸煮袋3种塑料膜包装,同时用海藻糖、普鲁兰多糖、海藻糖+普鲁兰多糖3种可食性涂膜处理,以无包装膜为对照,置于4℃下贮藏,测定鲜切土豆在贮藏期内的色差、褐变指数、失重率、感官品质等指标的变化,研究3种保鲜膜及3种可食性涂膜对鲜切土豆保鲜效果的影响。结果表明:3种塑料包装膜对降低鲜切土豆的失重率具有积极作用,在贮藏4 d后,CK组失重率高达26.46%,蒸煮袋包装处理组仅失重0.48%,PE组和PBAT/PLA组分别失重0.96%和7.66%,同时薄膜包装能显著延缓褐变、保持硬度、维持感官品质;可食性涂膜处理中,以海藻糖+普鲁兰多糖混合溶液涂膜处理对鲜切土豆的保鲜效果要优于单种糖处理。综上所述,不同包装膜对鲜切土豆均具有保鲜效果,能一定程度抑制鲜切土豆在贮藏过程中的品质劣变,其中塑料膜处理比可食性涂膜处理的保鲜效果更好,较CK组可延长鲜切土豆的货架期2 d以上。

Nano-TiO_(2)对复合膜性能及草莓保鲜的影响

为研究改性Nano-TiO_(2)对聚乳酸基复合膜性能及复合膜对草莓保鲜效果的影响,将不同比例的Nano-TiO_(2)与淀粉和聚乳酸共混,经流延法制备复合膜,研究了薄膜傅里叶红外光谱、力学性能、透氧性能、透光率与雾度的变化,以及复合膜对草莓保鲜效果的影响。结果显示:加入Nano-TiO_(2)后,复合薄膜没有新的化学键生成,Nano-TiO_(2)的加入使薄膜拉伸强度升高,气体阻隔性能增强,透光率稍有下降,雾度稍有升高;通过对草莓的感官性能、腐烂率、失重率、硬度、VC含量和可溶性固形物含量的分析,Nano-TiO_(2)的添加对草莓具有很好的保鲜效果,添加0.75%Nano-TiO_(2)的薄膜可延长草莓的货架期2 d以上。

PE/PLA可降解塑料薄膜的制备与性能表征

利用溶剂挥发成膜法制备了具有生物可降解性能的聚乙烯/聚乳酸(PE/PLA)复合塑料薄膜,研究了不同的PLA添加量对复合薄膜性能的影响。相比纯PE薄膜,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均得到提高,分别为33%和42%。PLA增强了分子间的交联作用,提高了材料的储能模量。生物降解实验表明,不同PLA含量的PE/PLA复合薄膜的降解能力明显高于纯PE薄膜。PE/PLA(60/30)在3个月内降解了24%,约为纯PE降解效率的4倍。

增塑剂TEC对PLA/PHB复合膜性能的影响

采用挤出吹塑法制备PLA/PHB复合膜,并利用液体增塑剂柠檬酸三乙酯(TEC)对PLA/PHB复合膜进行增塑改性。对不同TEC比例改性后的复合膜进行力学性能、透氧透湿、DSC性能测试,并结合红外光谱扫描、SEM断面观察,分析TEC添加前后复合材料的微观结构形态变化。结果表明:当TEC含量为7.5%时,复合薄膜具有较优的力学性能、透湿性能以及透气性能。DSC分析、IR分析以及SEM分析表明,TEC对复合材料的增塑作用比较明显,能够显著提高PLA/PHB复合膜玻璃化转变温度,提高复合膜的热稳定性能,改进断裂伸长率,提高材料的柔软性。

增塑剂ESO对PLA/PHB复合高分子膜性能的影响

采用环氧大豆油(ESO)为增塑剂对聚乳酸/聚-3-羟基丁酸酯(PLA/PHB)复合高分子膜进行改性,制备不同ESO添加量下PLA/PHB复合高分子膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能试验机等设备,探究不同ESO添加量对PLA/PHB复合高分子膜性能的影响。结果表明:增塑剂ESO改性后复合薄膜的断裂伸长率、透气透湿性能均有显著提高。随着ESO添加量的增加,复合膜拉伸强度逐渐下降。ESO的添加量为2%时,薄膜综合性能较好。适量的增塑剂ESO的加入,可有效改善该复合薄膜中PLA与PHB的相容性。