PLA/PBAT/PCL生物降解复合材料的制备及其性能分析

以聚乳酸(PLA)和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)为基材,聚己内酯(PCL)为相容剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/PCL复合材料,研究了所得复合材料的热性能、力学性能和流变性能。结果表明,当PCL含量为2%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度达到最大值;随着PBAT含量的增加,复合材料的熔融结晶温度Tc逐渐降低,而其初始热分解温度To先上升后下降;当PBAT的含量为15%时,To最大,其值为334.18℃。当PBAT含量从0增加到20%时,复合材料的冲击强度从3.26kJ/m2增加到7.07kJ/m^2,其断裂伸长率则从2.46%增加到118.22%;另外,随着PBAT含量的增加,复合材料的熔体弹性增加。

硅藻土负载ZnO制备及填充PLA/PBAT复合材料性能

将硅藻土原土作为载体,采用吸附-化学沉淀方法制备硅藻土负载ZnO(D-ZnO),用其填充制备抗菌性PLA/PBAT复合材料。对比研究了D-ZnO和市售纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料后,复合材料的抗菌、力学和结晶性能。结果表明,硅藻土表面成功负载六方纤锌矿型ZnO,负载率为12.81%。硅藻土原土对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌基本没有抑菌作用。而D-ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较强的杀菌作用,0.25 mg/mL D-ZnO水溶液处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率达到100%。当采用1份D-ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率可以达到99.5%和98.9%;采用相同含量的纳米ZnO填充PLA/PBAT复合材料时,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仅为91.7%和90.9%。当D-ZnO填充量为1份时,PLA/PBAT/D-ZnO复合材料的力学性能变化较小,结晶度由5.9%提高至17.5%;而采用相同含量的纳米ZnO填充时,PLA/PBAT/ZnO复合材料的力学性能约下降了50%,并且,纳米ZnO对PLA/PBAT成核具有抑制作用。

可降解PLA/PBAT塑料的微生物菌群结构研究

为探究PLA/PBAT复合材料在菌群处理下的降解情况,加快该塑料的生物降解速率。通过富集培养法筛选获得不同批次的可降解菌群,基于失重法评估不同批次菌群对于PLA/PBAT复合材料的降解能力,并利用高通量测序分析批次间微生物的结构特点。结果发现,通过多轮富集后,在相同的处理周期内,PLA/PBAT塑料的失重率由2.52%提高到4.93%。转接多批次后在门分类水平上菌群丰度最高的5个菌门分别为拟杆菌门、浮霉菌门、变形菌门、装甲菌门和绿弯菌门,占比超过95.00%;在属水平上,丰度较高的分别为拟杆菌门OPB56属和浮霉菌门SH-PL14属。微生物群落结构随着不断的转接而趋于稳定。

PBAT含量对PLA基可降解共混切片及复合熔喷非织造布性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体,聚己二酸-对苯二甲酸-丁二酯(PBAT)为增韧剂,聚乙二醇(PEG)为增塑增容剂,利用双螺杆造粒机,通过熔融共混的方法制备了不同PBAT含量的PLA/PBAT/PEG共混切片,并对共混切片的熔融指数、热稳定性、脆断截面的微观形貌进行了分析,结果表明:PEG对PLA/PBAT复合基体增塑增容效果良好,使得PBAT可均匀分散在PLA基体中,呈现出典型的“海岛”结构,提高了PLA基体的韧性。利用往复式熔喷机,制备了PLA/PBAT/PEG复合熔喷非织造布。通过同步热分析仪、扫描电镜、电子万能试验机研究了PBAT含量对复合熔喷非织造布的热性能、微观结构和力学性能的影响。拉伸测试结果表明,适量的PBAT与PEG可以对PLA基复合熔喷非织造布起到协同增强增韧的作用,其中PLA-3(PBAT在PLA/PBAT复合基体中的质量分数为3%)复合熔喷非织造布与同工艺纯PLA熔喷非织造布相比,横向断裂强力提高48.8%,纵向断裂强力提高28.7%,横纵向断裂伸长率均提高一倍以上。

高效液相色谱法测定塑料中PBAT、PLA和PBS聚合物的含量

塑料制品二氯甲烷溶解后,在用氢氧化钠溶液碱水解处理后,生物降解类聚酯树脂可被碱液水解为单体,通过高效液相色谱法对单体(乳酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸)定量分析再换算为聚合物的质量,可准确有效地确定塑料制品中PBAT、PLA和PBS的含量。水解溶液经乙腈—0.1%磷酸溶液梯度洗脱,C18色谱柱分离后,采用二极管阵列检测器测定单体含量。对苯二甲酸在10~200 mg·L^(-1),乳酸、丁二酸和己二酸在100~2000 mg·L^(-1)线性关系良好,相关系数(r^(2))均不低于0.998。将本方法应用于9种不同成分比例的样品检测,检测结果显示,该方法可满足塑料制品中PBAT、PLA和PBS聚合物含量的检测需求。

全降解PLA/PBAT/ESO保鲜膜在草莓保鲜中的应用研究

目的采用全生物降解材料PLA/PBAT/ESO复合膜替代PE保鲜膜,并应用于水果保鲜包装。方法测定市购PE膜和实验室自制PLA/PBAT/ESO保鲜膜的透湿性、透气性及力学性能,并以新鲜草莓为保鲜对象,以无包装防护为空白对照,研究PE保鲜膜、全降解PLA/PBAT/ESO保鲜膜在贮藏温度4℃下对草莓果实的保鲜效果。结果相较于PE保鲜膜,全降解PLA/PBAT/ESO保鲜膜的效果更佳,其透湿透气性和力学性能更优,能够有效抑制果实在贮藏过程中可溶性固形物含量、硬度、可滴定酸含量、维生素C含量的下降,保持草莓的口感、风味和营养成分。结论由于全降解PLA/PBAT/ESO保鲜膜的透气性和透湿性高于PE保鲜膜,减少了结露现象,减缓了微生物的滋长,能够有效地延缓草莓这类湿敏性水果产品的腐败变质进程,维持果实的贮藏品质。

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。

PCL/PBAT可降解膜对香蕉保鲜性能研究

为了提高聚己二酸丁二醇酯(PBAT)可降解膜对香蕉的保鲜效果,本研究利用双螺杆挤出流延拉伸实验机制备了不同聚己内酯(PCL)含量的PCL/PBAT可降解膜。通过氧气透过率、二氧化碳透过率、水蒸气透过率、力学性能等测试和香蕉保鲜实验研究了引入PCL对PBAT可降解膜性能的影响。实验结果表明:加入PCL后,PCL/PBAT可降解膜的气体透过率较PBAT膜降低,且随着PCL含量的增加,气体阻隔性变好;PCL/PBAT可降解膜的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度随着PCL含量的增加而减小;香蕉保鲜实验表明混有质量分数为30%PCL的PBAT可降解膜表现出较好的保鲜效果,存放10天时香蕉仍可以保持较高的硬度和新鲜度。

PLA／PBAT复合材料的结构与性能

用熔融共混法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1、4-丁二醇三元共聚酯(PLA/PBAT)复合材料,利用SEM和DSC对其结构和性能进行研究,结果表明:随着PBAT质量分数的增加,材料断面出现孔洞和凹槽,且孔洞尺寸逐渐变大,使PBAT和PLA的相容性变差,抑制了PLA的结晶,导致复合材料拉伸强度下降。但在一定程度下PBAT的柔性链段能改善PLA的脆性,当PBAT质量分数为30%时,冲击强度最大为5.33kJ/m^2。

Joncryl增容PLA/PBAT共混体系结构及性能研究

以Joncryl ADR-4368为增容剂,采用双螺杆挤出机熔融共混制备聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇三元共聚酯(PLA/PBAT)共混物,研究了该增容剂对共混体系微观结构、力学性能和热性能的影响。结果表明,添加适量Joncryl可以增加PLA/PBAT共混体系的界面结合力,从而提高共混物的拉伸强度和断裂伸长率;Joncryl的加入导致结晶温度向高温方向偏移和结晶度下降;SEM断面形貌表明增容剂Joncryl的加入使得共混两组分之间有较强的界面结合力,增容效果显著。

PLA增强改性PBAT共混物的制备及性能研究

采用熔融共混法制备聚乳酸(PLA)增强的聚对苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇共聚酯(PBAT)共混物,研究PLA用量对PBAT拉伸性能、微观相结构、热力学性能及流动性能的影响。结果表明:随着PLA用量的增加,PBAT/PLA共混物的拉伸强度明显提高,断裂伸长率下降;DSC测试表明,PLA的加入并未对PBAT的结晶-熔融行为造成明显影响。而随着PLA含量的增大,共混物熔体指数变小,热稳定性有所降低。

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。

添加PBAT的PLA/PHB复合材料的性能研究

为探讨添加不同比例的PBAT对PLA/PHB复合薄膜性能的影响,将PBAT按一定比例与PLA/PHB共混,采用挤出吹塑法制得薄膜并测定其DSC、SEM、力学性能、透湿、透氧性能及其可降解性能。结果表明,PBAT含量为10%时,薄膜的透湿、透氧性能最好;PBAT含量为20%时,拉伸强度由原来的35.86MPa下降到20.75MPa,降幅达42%;而断裂伸长率随PBAT含量增加而增大;此外,其降解失重率也随PBAT含量的增大而变大。按一定比例在PLA/PHB中添加PBAT可以改善材料的性能。

静电纺丝制备PLA-PCL核-壳结构复合纤维

采用同轴静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)-聚己内酯(PCL)核-壳结构复合纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)观察纺丝电压、收集距离和核层-壳层溶液推进速度对PLA-PCL核-壳结构复合纤维形貌的影响.通过透射扫描电子显微镜(TEM)分析核层-壳层溶液推进速度对PLA-PCL核-壳结构形成的影响.研究结果表明:当核-壳溶液推进速度为0.1-0.2和0.1-0.3 m L/h时形成了清晰的核-壳结构;随着壳层溶液推进速度加快,PLA-PCL复合纤维核层含量降低,增加纺丝电压能够有效地降低复合纤维平均直径,而增大收集距离使复合纤维平均直径先降低后增加.

同轴静电纺丝制备PCL-PLA芯-壳结构复合纤维及其形态分析

本文采用同轴静电纺丝技术制备聚己内酯(PCL)-聚乳酸(PLA)芯-壳结构复合纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)观察芯层-壳层溶液推进速度、纺丝电压和收集距离对PCL-PLA复合纤维形貌的影响;通过透射电子显微镜(TEM)分析芯层-壳层溶液推进速度比对PCL-PLA芯-壳结构形成的影响。结果表明:当壳层溶液推进速度大于芯层时,形成了完整的芯-壳结构;另外,随着壳层溶液推进速度的增加,PCL-PLA复合纤维芯层含量降低;随着纺丝电压和收集距离的增加,PCL-PLA复合纤维平均直径减小。

E-BA-GMA三嵌段共聚物对PLA/PBAT体系的增韧改性研究

研究了乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物(E-BA-GMA)作为增韧剂对聚乳酸(PLA)/对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)共混物的力学性能、流动性能、热性能和断面形貌的影响。结果表明:E-BA-GMA的环氧官能团与PBAT/PLA体系的端羧基和端羟基发生反应,使得PBAT与PLA的相容性得到改善,共混物的冲击性能得到了明显的提高;E-BA-GMA的加入导致结晶温度向低温方向偏移和结晶度下降。

苎麻织物增强PLA-PCL复合材料的制备及其性能研究

采用原位聚合法制备了聚乳酸-聚已内酯(PLA-PCL)／苎麻复合材料。研究了硅烷偶联剂(KH550)预处理、纤维含量以及成型工艺对PLA-PCL／苎麻复合材料力学性能的影响。结果表明,经KH550处理后,复合材料的力学性能有不同程度的提高,拉伸强度由49．84MPa到68．95MPa,弯曲强度由34．84MPa提高到65．06MPa,冲击强度由30．13 J／m^2提高到53．54 J／m^2；。在纤维的质量分数为45％,成型温度为170℃,复合材料具有最优性能；采用原位聚合法制备PLA-PCL／苎麻复合材料,复合材料的界面性能较好。

PLA/PCL共混膜的制备及性能研究

目的研究PCL含量对PLA/PCL共混包装膜性能的影响,以改善PLA的韧性。方法将不同质量比的PLA和PCL树脂均匀混合,而后熔融挤出吹膜制得PLA/PCL共混膜。对制得的共混膜进行力学性能测试,获得拉伸强度和断裂伸长率,再通过扫描电镜分析观察其微观断面,采用DSC测试分析其熔融结晶行为,通过氧气透过性能和透湿性能的测试获得其阻隔性能。结果通过扫描电镜与红外光谱发现,PLA与PCL为两相结构,界面不相容;力学性能显示当PCL的质量少于20%时,对PLA的增韧效果不明显;当PCL的质量为50%时,PLA的断裂伸长率从2.9%提高到290%;DSC结果发现,PCL的加入有助于降低PLA的玻璃化转变温度,提高结晶度;阻隔性能结果表明,随着PCL质量比的增大,共混膜的氧气透过系数和透湿系数下降,阻隔性得到提高。结论 PCL的加入能提高PLA的韧性,当PCL与PLA质量比为3∶7时,共混膜具有最佳的性能。

PCL包覆Al(OH)_3填充PLA的结构与性能

采用高速混合机将低熔点的聚己内酯(PCL)包覆在Al(OH)3表面,然后通过熔融混炼法分别制备了包覆Al(OH)3、未包覆Al(OH)3以及纯PCL填充聚乳酸(PLA)的复合材料,研究了包覆前后的Al(OH)3及其与PLA复合材料的微观形态,以及复合材料的力学性能、流变性能、热性能和降解性能。结果表明:PCL包覆Al(OH)3填充PLA可以显著提高复合材料的拉伸性能,当Al(OH)3/PCL=100/20时,在PLA中加入5phr包覆Al(OH)3后,复合材料的断裂伸长率可以提高到176%;PCL能有效改善包覆Al(OH)3颗粒在PLA中的分散性及与PLA之间的界面结合力,同时,填料表面多余的PCL能以微球粒子形式分散在PLA中,起到良好的增塑作用;少量包覆Al(OH)3能显著提高PLA的结晶度降,低其结晶温度促,进其降解。

可生物降解PLA/PCL、PELA/PECL高分子共混体系的早期降解行为——相结构与降解性能的关系

本文以吸水率,GPC、SEM等考察了聚d,1—乳酸(PLA)/聚ε—己内酯(PCL)、聚d,1—乳酸—聚乙二醇(PEG)/聚ε—己内酯—聚乙二醇(PEG)可生物降解共混多相体系的体外降解行为,研究了PH值、共混组成及相容性对降解性能的影响,并就共混物形态结构与降解性能的关系作了讨论。PLA/PCL共混体系,随PLA含量增大,吸水性增强,降解速率加快。PLA/PCL(75/25)共混物表现出较PLA更高的吸水宰,经65天降解,分子量显著下降。由于聚乙二醇链段的亲水性和内增容作用,PELA/PECL(50/50)共混物的吸水率较PLA/PCL(50/50)共混物大为提高。