Graft of Polybutylene Terephthalate Meltblown Nonwovens by Plasma Initiation and Their Surface Performance

Main factors affecting the low temperature plasma initia-tion and graft modification of acrylic acid onto polybuty-lene terephthalate(PBT)meltblown nonwovens are stud-ied.The relations between hydrophilic performance ofthe product and plasma power,treating time,andmonomer concentration are investigated.The surfaceperformances of grafted products are analyzed.It is ob-tained that hydrophilic performance of PBT nonwovens isgreatly improved due to the etching of the plasma andthe introduction of polar groups so as to meet the needsof leukocyte depleting materials.

生物降解聚乳酸复合材料的增韧增透性能研究

选用成本低的生物降解柔性材料聚丁二酸丁二酯(PBS)为增韧剂,具有溶剂化增塑的乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为界面相溶剂,自由基引发聚合的过氧化二异丙苯(DCP)为增容剂,细化球晶提高聚乳酸(PLA)透明性的多酰胺类化合物(TMC)为成核剂,采用熔融共混法制备生物基聚乳酸复合材料,重点研究增韧剂、相溶剂和增容剂对聚乳酸复合材料力学性能、透明性能的影响,开发出高透明增韧PLA的制备技术。结果表明:在PLA基体中加入PBS、ATBC、TMC和DCP,提高了PLA的韧性、相容性和结晶能力。PLA/PBS/ATBC/TMC/DCP共混物中各组分的最佳质量比为80∶20∶10∶0.4∶0.3时,共混物的断裂伸长率为416.5%,相比纯PLA增加了71倍,冲击强度为4.22kJ/m^(2),相比纯PLA提高了165%,拉伸强度为44.3MPa,透光率为82%,显然,PLA的增韧增透性能最佳。其次,在PLA/PBS/ATBC/TMC共混物中添加DCP后,共混物的玻璃化温度(Tg)降低,当DCP添加质量为0.3%时,相比纯PLA降低了10.8℃,显然PLA/PBS共混物的相容性最佳,此时共混物的增韧增透效果显著,拓宽了其在透明产品领域的应用。

环境温度对可降解聚酯薄膜湿热老化的影响

可降解聚酯薄膜的耐久性影响其设计与应用,但普通环境下耐湿热老化薄膜的开发周期较长,需要加速湿热老化以降低开发成本,但环境温度对湿热老化速率的具体关系尚不明晰。本工作研究了温度对可降解聚酯薄膜湿热降解过程的具体影响,发现同样的温度梯度区间内聚酯薄膜的韧性失效时间趋于倍数增加,而薄膜的拉伸强度变化没有明显规律,以韧性失效作为终止点,使用阿伦尼乌斯模型对温度与韧性失效时间进行拟合。得到聚乳酸的活化能为84.4 kJ/mol,聚乳酸/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的活化能为144.88 kJ/mol。在77与70℃下对拟合结果进行了复验与预测,总体上能成功预测薄膜的失效时间。本工作指出耐湿热老化薄膜开发的敏感性能指标(断裂伸长率、二次升温热焓等),同时为抗湿热老化可降解聚酯薄膜开发中加速湿热老化的应用提供一定的理论基础。

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。

生物降解高分子材料阻燃改性研究进展

为了探讨生物降解高分子材料阻燃改性研究进展情况,梳理了近年来化学合成的生物降解高分子类材料阻燃性研究的文献,重点综述了聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸的阻燃改性研究情况。聚丁二酸丁二醇酯的阻燃改性方法主要分为含磷复合协效阻燃体系和添加生物质阻燃剂两类,聚乳酸的阻燃改性方法主要分为磷系阻燃体系、磷-氮协同阻燃体系、膨胀型阻燃体系和添加生物质阻燃剂等。通过总结和分析各阻燃方法的发展状况,认为:含磷有机化合物或者磷-氮协同型阻燃剂仍然是行之有效且普遍采用的阻燃添加剂,但是这些物质的存在对于生物降解性必然产生负面影响。因此,应强化全生物质阻燃体系的构建及其应用,重点平衡阻燃性、生物降解性与加工-应用性能之间的关系,以推动生物降解高分子材料的绿色阻燃技术发展和应用。

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。

PLA/PBS荧光复合材料的制备及性能研究

目的聚乳酸(PLA)具有良好的加工性能和生物相容性,通过加入耐热性能好的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可改善其力学性能和热力学性能,再加入365nm长波荧光粉和色母粒制得的复合材料使其获得荧光防伪性能与色彩性能。方法以聚乳酸为基体,利用双螺杆挤出机将PLA、PBS、荧光粉、普通色母熔融共混后挤出,得到含不同比例PBS的PLA/PBS共混材料,含不同比例荧光粉的PLA/PBS荧光复合材料,以及含不同比例色母的彩色PLA/PBS荧光复合材料,并对复合材料进行力学性能分析、热力学性能分析、红外分析、色彩性能分析、微观形貌分析等。结果通过实验得出,当PLA/PBS质量比为6/4、荧光粉质量分数为5%、色母质量分数为0.5%时综合性能最佳。结论制备了有色PLA/PBS荧光复合材料,赋予复合材料防伪的荧光性能和美观性,并且得到热力学性能有所改善的环境友好型复合材料,拓宽了PLA在3D打印领域和现代工业领域的应用。

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。

超临界流体发泡制备生物可降解塑料泡沫应用进展

塑料制品的不规范生产、使用以及回收不当等,会造成能源资源浪费和环境污染。推广可降解塑料替代产品是解决塑料污染问题的重要途径之一。目前,生物可降解塑料仅用于薄膜、吸管等一次性制品,需求量更大的缓冲包装领域尚未有规模化应用。近年来,绿色环保的超临界流体发泡技术制备的生物可降解塑料泡沫成为了学术界和工业界关注的热点,基于此,笔者总结了超临界流体发泡制备生物可降解塑料泡沫方面的应用进展,简述了间歇发泡、挤出发泡、注塑发泡、珠粒发泡制备生物可降解塑料泡沫的发泡工艺和结构性能,重点综述了聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚丁二酸丁二酯泡沫材料的研究现状。

MAM相对分子质量对PLA/PBAT/MAM共混物结构与性能的影响

通过熔融共混法制备聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯/聚(甲基丙烯酸甲酯)-b-聚(丙烯酸丁酯)-b-聚(甲基丙烯酸甲酯)(PLA/PBAT/MAM)三元共混物,研究了MAM相对分子质量对PLA/PBAT/MAM三元共混物形态、结构和性能的影响。结果表明,添加MAM嵌段共聚物,能够有效改善PLA与PBAT的相容性,使共混物的玻璃化温度下降,结晶消失,使分散相粒子尺寸下降,分布更加均匀,提高共混物的冲击强度和断裂伸长率;MAM相对分子质量越大,共混物的冲击强度和断裂伸长率越大,分散相粒子尺寸越小,粒径分布越均匀。

市售生物可降解塑料袋的降解行为研究

选择市场上使用最广泛的由纯聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)、淀粉(St)质量分数20%和30%的PBAT/聚乳酸(PLA)/St制备的生物可降解塑料袋为研究对象,分别考察了几种塑料袋在空气、水、酸碱溶液,以及自然土壤和有机土壤中的长期降解行为。结果表明:由纯PBAT和PBAT/PLA/St制备的生物可降解塑料袋在空气、水、酸碱溶液,以及自然土壤和有机土壤中经历54周的降解后力学性能下降较快,但仍具有较高的相对分子质量,并未呈现预期的优异生物可降解性;碱性环境相对于酸性环境更有利于生物可降解塑料袋的碎裂和降解;生物可降解塑料袋中组分St含量越高,相同降解周期下塑料袋出现的孔洞越多,相对分子质量下降越多;由纯PBAT制备的生物可降解塑料袋在酸性环境下有利于细菌的生长,但对降解作用有限。

成纤相组成对PBAT/PLA微纤复合材料形貌及性能的影响

通过在聚乳酸(PLA)中加入滑石粉及扩链剂(ADR-4468),然后利用双螺杆挤出制备了成纤相母粒,并采用自制的多级挤出拉伸装置制备了含有不同成纤相组成的聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/PLA微纤复合材料。通过熔体流动速率(MFR)试验机、扫描电子显微镜、万能试验机及旋转流变仪对成纤相母粒的MFR及微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了分析。结果表明,随着滑石粉及ADR-4468含量的增加,成纤相母粒的MFR逐渐减小,当ADR-4468质量分数为0.7%时,M6-0.7母粒的MFR为1.9 g/10 min。随着ADR-4468含量的增加,形成的PLA微纤直径增大、长度明显减小,当ADR-4468含量为0.7%时,只有少量的PLA形成短状微纤。PLA微纤含量为10%时,PLA-10试样的拉伸强度最大,为53.8 MPa,是PBAT的1.49倍,但断裂伸长率大幅下降。随着PLA微纤含量增加,微纤复合材料的拉伸弹性模量逐渐增大。所有含PLA微纤的试样,其储能模量(G')均随角频率(ω)的增大而增大。随着成纤相母粒中滑石粉含量的增加,试样的G'和复数黏度(η*)均减小,所有成纤相母粒中含有ADR-4468的微纤复合材料,其G'及η*均高于未含ADR-4468的试样。

耐水解PLA/PBS/滑石粉复合材料的制备及性能

制备了不同质量分数双(2,6-二异丙基苯)碳化二亚胺(Carbo D)的聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/滑石粉复合材料。通过力学性能测试、端羧基滴定测试、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热分析以及水解老化测试研究了复合材料的水解稳定性。结果表明:Carbo D的加入可以明显提高PLA/PBS/滑石粉复合材料的耐水解性能,当Carbo D质量分数为1.0%时,复合材料综合性能最好,拉伸强度45.68 MPa,冲击强度5.54 kJ/m^(2),在85℃、85%湿度条件下,经48 h水解老化后复合材料拉伸强度仍达到31.62 MPa,仅下降了30.78%。

PBAT/PLA薄膜在受控堆肥条件下的生物降解性能

为了快速检测聚己二酸—对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜的生物降解性能,参考GB/T 19277.1—2011的检测方法,针对堆肥水分含量对实验进行了优化,研究了薄膜在受控堆肥条件下的最终需氧生物分解能力。结果表明,45%的含水量最有利于堆肥降解实验的进行,以腐熟堆肥为接种物建立的测试方法满足标准要求,所测试薄膜的最终生物分解率和相对生物分解率均大于90%,可完全降解。堆肥实验过程中薄膜的累积二氧化碳(CO_(2))释放量、生物分解率、相对生物分解率随时间的变化情况一致,随时间变化先增大后减小,最后趋于稳定,呈S型曲线。“迟滞—生物分解—平稳”三阶段的表现与微生物的生命活动有关。

CHDA改性PBT的非等温结晶动力学研究

以精对苯二甲酸、1,4-丁二醇和1,4-环己烷二甲酸(CHDA)为原料,通过直接酯化法制备CHDA改性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共聚酯,采用差示扫描量热法对CHDA改性PBT共聚酯的结晶性能进行了研究,并采用Jeziorny方法分析了CHDA改性PBT共聚酯的非等温结晶动力学。结果表明:随着CHDA质量分数由0提高至20%,CHDA改性PBT共聚酯的非等温结晶活化能由180.389 kJ/mol降至112.829 kJ/mol,降低幅度达37.45%;随着降温速率(∅)的增大,CHDA改性PBT共聚酯的起始结晶温度、结晶温度降低,半结晶时间减少;在相同∅下,随着CHDA含量的增加,CHDA改性PBT共聚酯的非等温结晶速率变慢,结晶能力降低,CHDA的加入不利于PBT的结晶。

CHDA改性PBT的制备及其结构与性能研究

以精对苯二甲酸(PTA)、1,4-丁二醇(BDO)和1,4-环己烷二甲酸(CHDA)为原料,通过直接酯化法制得CHDA改性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共聚酯,研究了CHDA含量对改性PBT共聚酯的结构和性能的影响。结果表明:随着CHDA含量的增加,改性PBT共聚酯的缩聚时间延长,特性黏数提高;CHDA的加入对改性PBT共聚酯的熔点、熔融结晶峰温度、结晶度的影响较大,当CHDA质量分数为20%,改性PBT共聚酯的熔点降至190.68℃,熔融结晶峰温度降至140.49℃,结晶度降至17.42%;改性PBT共聚酯的热稳定性略低于常规PBT,当CHDA质量分数为20%,改性PBT共聚酯的热分解峰值温度降至399.25℃;随着CHDA含量的增加,改性PBT共聚酯的拉伸强度、弯曲强度降低,断裂伸长率、冲击强度升高,当CHDA质量分数为5%~10%时,改性PBT共聚酯的综合性能较优,拉伸强度为40.65~44.11 MPa,断裂伸长率为143.23%~218.85%,冲击强度为5.12~5.88 kJ/m^(2),弯曲强度为45.15~51.31 kJ/m^(2)。

海因环氧树脂增容PLA/PBAT复合材料

本文采用一种反应性相容剂海因环氧树脂(HY-EP),利用HY-EP的环氧基团在熔融共混过程中与聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)上的羟基或羧基结合,以环氧开环反应形成化学键,通过强烈的界面作用来改善PLA/PBAT复合材料的相容性。差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外(FTIR)、动态力学性能分析(DMTA)、扫描电子显微镜(SEM)等测试表明:HY-EP有效地提高了PLA与PBAT间的相容性;力学测试则显示PLA/PBAT复合材料冲击强度最高达到10.47 kJ/m^(2),较纯PLA材料提高了近5倍;断裂伸长率最高达到201.1%,且拉伸强度为47.8 MPa,表明HY-EP与PBAT复配能够高效增韧PLA。

PLA/PBAT共混体系改性研究现状

“白色污染”对环境造成严重的危害,但人们的生活又离不开塑料制品。可降解材料很大程度上可降低塑料制品对环境的危害。聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)均为可降解材料,两者性能可达到互补,但其相容性较差,要想大规模使用,就得对共混材料进行改性。本文简述国内外PLA/PBAT共混膜改性研究现状。

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%。

环氧/异氰酸酯扩链增容PBAT/PLA复合材料的机理研究进展

概述了国内外近年来采用环氧类、异氰酸酯类扩链剂增容聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混体系的增容机理。环氧基团可与PBAT、PLA的端—OH和—COOH发生反应,形成PBAT-g-PLA共聚物,反应过程包含酯化、大分子链断裂、扩链、支化、环氧基团开环、羟基形成等一系列复杂反应。带有两个以上环氧基团的增容剂添加量过多时,增容剂成为交联点,发生交联反应。异氰酸酯类增容剂分子上异氰酸酯基团可与PBAT、PLA的端羟基反应生成氨基甲酸酯键,与端羧基反应形成酰胺键。异氰酸酯类增容剂通过化学键将PBAT和PLA连接起来,显著地提高相容性。还对环氧类、异氰酸酯类扩链剂增容PBAT/PLA共混体系做出总结和展望。