以纺织品为目标的聚乳酸纤维研究进展

介绍了聚乳酸纤维的合成、性能,阐述了近年来面向纺织品领域的聚乳酸纤维共混改性和复合材料开发研究进展。通过改性和开发,增强了聚乳酸纤维在纺织品领域的性能和适用性,改善了材料的合成方法,推动了聚乳酸纤维进一步朝市场化发展。

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.

PLA/PMA/PEG共混改性研究

采用悬浮聚合的方法,以丙烯酸甲酯(MA)为反应单体制备珠粒状的聚丙烯酸甲酯(PMA),然后采用熔融共混的方法,以PMA为增韧剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂,石蜡为润滑剂来改性PLA,对改性后共混物的热性能和力学性能的研究。结果表明:PMA与PLA相容性好。PMA对PLA有增韧作用,添加25份的PMA时,PLA共混材料的冲击强度为58.90kJ/m2,是纯PLA的4.9倍;随着PMA用量的增加,共混物的断裂伸长率提高;拉伸强度先升高后降低,PMA加入量在12.5份时,共混物的拉伸强度达到最大。

环氧大豆油反应增容对PLA/TPU共混物性能的影响

以热塑性聚氨酯(TPU)为增韧剂、环氧大豆油(ESO)为反应型相容剂,采用熔融共混制备了PLA/TPU/ESO复合材料,研究了ESO的含量对复合材料性能的影响。利用傅里叶红外光谱分析(FTIR)、力学性能测试、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、动态力学性能分析(DMTA)、扫描电子显微镜(SEM)进行测试,结果表明,加入ESO后,PLA/TPU共混物的力学性能显著提升,其中,84PLA/10TPU/6ESO复合材料的综合性能最佳,与纯PLA相比,其断裂伸长率和冲击强度分别提升了32倍和8倍,拉伸强度下降了20%,但是,韧性较高,这是由于,ESO与PLA/TPU发生反应,形成PLA-g-TPU共聚物,充当PLA和TPU界面之间的桥梁,提高了PLA与TPU的相容性。

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。

聚乳酸物理化学改性研究最新进展

综述了近年来聚乳酸(PLA)材料物理、化学改性进展。物理改性包括共混改性、增塑改性以及复合改性等;化学改性包括共聚改性和交联改性。并对后续改性研究的发展方向进行了展望。

增韧剂改性聚乳酸材料性能研究

聚乳酸(PLA)材质韧性较差等缺陷限制了其在工业上的许多应用,为进一步拓宽PLA的应用范围,需对其进行适当的改性使其满足不同使用需求。本文主要通过改变PLA中聚己内脂(PCL)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)两种可降解的增韧剂的添加量(0、5%、10%、15%、20%),探究其含量对PLA基复合材料熔体质量流动速率、热性能、力学性能等有关性能的影响,优化PLA材料增韧剂的选择与添加量。结果表明,同等添加量的PCL与PBAT相比,PCL的熔体流动性及热性能均展现出更优异的性能。同等含量的PCL改性PLA的拉伸强度和弯曲强度均优于PBAT,15%的增韧剂都可使复合材料的耐冲击强度达到最高,PCL改性PLA的冲击强度达到14.93 kJ/m~2,相比于纯PLA提高了70%。

PLA与PBAT共混改性研究进展

介绍了聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)两种比较常用的生物降解材料,然后分别从以PLA为基体和以PBAT为基体两个方面论述了PLA与PBAT共混改性研究进展情况,将共混改性分为物理改性和化学改性,其中化学改性包括扩链剂改性与增容剂改性。通过共混改性,以PLA为基体和以PBAT为基体的共混材料的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率、热稳定等性能都得到了显著提高,并且通过改性还改善了材料的抑菌、抗风化、疏水等性能。最后对PLA与PBAT共混改性材料的发展前景进行了展望。

以环氧大豆油为反应型相容剂制备超韧阻燃聚乳酸复合材料

聚乳酸(PLA)的脆性与易燃性限制了其更为广泛的应用。文中以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为阻燃剂、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为增韧剂、环氧大豆油(ESO)为反应型增容剂,研究了ESO的加入对PLA/PBS/DOPO复合材料性能的影响。力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析、扫描电子显微镜、极限氧指数(LOI)及垂直燃烧(UL-94)等测试结果表明,ESO明显提高了PLA与PBS间的相容性。PLA/PBS/ESO/DOPO(79/10/6/5)复合材料的综合性能最为优异,断裂伸长率达到了153.12%,较纯PLA提升了30倍,拉伸强度为34.44 MPa,冲击强度为18.13 k J/m^(2),增韧效果显著;LOI达到了26%,UL-94测试达到了V-0级别,获得了同时具有优异力学性能和阻燃性能的复合材料。

生物可降解聚乳酸增韧共混改性研究进展

聚乳酸有生物可降解、环境友好等特点,发展前景广阔。同时聚乳酸存在硬且脆、不耐冲击等缺点,限制了它在韧性要求较高领域的应用。增韧共混改性具有操作简单、工业上容易实现、经济性好的优点,因此,从天然橡胶、热塑性弹性体、刚性颗粒、热塑性塑料和生物可降解材料这5种增韧材料入手,分析了聚乳酸增韧共混改性的主要研究成果,并比较了各种方法的优点和不足,探讨了其增韧原理。聚乳酸增韧共混改性效果的评价,应兼顾其他性能指标,如拉伸强度、耐热性、生物可降解性等。

钛酸四丁酯增韧改性聚乳酸/淀粉共混材料

制备了钛酸四丁酯[Ti（OBu）4]增韧改性的聚乳酸（PLA）／淀粉共混材料，测试了材料的加工流变性能、力学性能、共混形态、结晶性能及疏水性能和降解性能。结果表明：当mTi（OBu）4：mPLA-0．20时，共混材料的冲击强度提高了40．9％，而弯曲强度下降了59．2％；FT-IR和SEM显示钛酸四丁酯的化学架桥作用增加了共混材料中聚乳与淀粉的相容，其吸水率随钛酸四丁酯含量的增加而减少，掩埋150d后质量下降5％～8％。

可降解聚乳酸/天然植物纤维复合材料的研究进展

从复合材料的植物纤维原材料类型、加工复合方式、增塑改性及增容改性等方面论述各种因素对可降解聚乳酸/天然植物纤维复合材料综合性能的影响,分析了该类型复合材料的研究现状,且着重介绍了增容改性的几种不同方式,并就此类型复合材料的发展趋势与前景进行展望。

聚乳酸改性丝素膜的性能研究

用不同分子量的聚乳酸共混改性丝素，研究结果表明，与纯的丝素膜相比，共混合膜的力学性能明显提高，透汽性也有所提高，但透湿性略有下降；聚乳酸的分子量对共混膜的力学性能、透湿性均有一定的影响，但对共混膜的透汽性影响不大。FTIR和XRD表征结果表明聚乳酸的加入丝素分子β构像的含量明显增多；用Vigot函数以1265和1235cm^-1为中心在1200～1300cm^-1之间对红外光谱进行了分峰，用11265／1235cm^-1来表征混合膜中8构像丝素分子的含量，结果表明比例为5／100的聚乳酸／丝素共混膜中，丝素分子β3构像含量最多，为0．64。

聚丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物改性聚乳酸的研究

为了提高聚乳酸(PLA)的韧性,采用聚丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯(PMA-MMA)对PLA进行共混改性。采用悬浮聚合法,以丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,制备珠粒状的PMA-MMA共聚物。通过熔融共混法,分别以PMA-MMA共聚物为增韧剂,聚乙二醇为增塑剂,聚乙烯蜡为润滑剂,对PLA进行改性,对改性后的PLA复合材料的热性能和力学性能进行研究。结果表明,随着PMA-MMA共聚物用量的增加,PLA复合材料的拉伸强度呈先增大后减小的趋势,而断裂伸长率和冲击强度不断增大。当PMA-MMA共聚物用量为15份时,PLA复合材料的拉伸强度达到最大值,为52.2 MPa;当PMA-MMA共聚物用量为25份时,PLA复合材料冲击强度为53.26 k J/m2,是纯PLA的4.4倍,断裂伸长率为54.9%。PMA-MMA共聚物与PLA的相容性好,有明显的增韧作用。PMA-MMA共聚物的加入并未降低PLA复合材料的热性能。

微纤化纤维素/聚乳酸薄膜的制备及性能分析

目的将微纤化纤维素(MFC)和聚乳酸(PLA)共混成膜,以提高薄膜的透湿、透氧、阻光等性能,满足果蔬等食品的包装要求。方法采用酶解法与机械处理的方法制备MFC,使用硅烷偶联剂KH560对MFC进行疏水改性处理,再将改性处理的微纤化纤维素(MFC-S)与PLA共混制成薄膜。结果当MFC-S的质量分数为0.75%时,MFC-S/PLA共混包装膜的拉伸强度比纯PLA膜增加了13.3%,当MFC-S的质量分数为2%时,MFC-S/PLA共混包装膜的透氧系数为纯PLA膜的1.43倍,透湿系数为纯PLA膜的1.26倍,透光率降低了60%,阻光效果较好。结论 MFC-S的质量分数为0.75%时,包装膜的拉伸强度较好;MFC-S的质量分数为2%时,透氧、透湿、阻光性较好。

增强增韧聚乳酸纤维的制备及其性能

为增强增韧聚乳酸纤维,采用聚酰胺(PA)与聚乳酸(PLA)制备了PLA/PA共混纤维,并对其热学性能、结晶、热稳定性、PA的分散性以及PLA/PA共混纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明:PA的加入对PLA的玻璃化转变温度及熔融温度没有显著影响,但改善了PLA的结晶行为,结晶度提高了551.6%;PLA热稳定性随着PA含量的增加而提高;PA在PLA中分散均匀;随着牵伸倍数的增加,PLA/PA共混纤维的取向度提高,力学性能得到改善,当牵伸倍数从1.5增加到3.0时,取向度提高了30.88%,同时纤维的断裂强度提高了48.58%;当PA质量分数为1%和20%时,PA/PLA共混纤维的断裂强度分别提高了8.6%和25%,断裂伸长率分别提高了10.9%和55.9%。

聚乳酸／聚氨酯弹性体共混复合材料结构与性能研究

采用综合性能优良的聚氨酯弹性体(TPU)与聚乳酸(PLA)共混复合,以改善PLA的力学韧性。应用动态力学性能分析(DMA)对共混体系的相容性进行了研究,应用扫描电镜(SEM)对其脆断断面和冲击断面形貌进行了分析。研究结果表明:TPU的加入显著提高了PLA的力学性能,加入质量分数为20%的TPU即可使其断裂伸长率达350%,缺口冲击强度达25 kJ/m2,并保持了较高的拉伸强度;TPU在PLA连续相中呈均匀的小球状分散,当其质量分数达到30%时,共混体系趋于双连续结构,具有较好相容性;其冲击断面粗糙不平,为典型的韧性破坏,表明TPU对PLA起到有效的增韧作用。

热塑性聚氨酯/聚乳酸共混材料的制备及性能表征

通过双螺杆挤出机制备了不同热塑性聚氨酯(TPU)含量的热塑性聚氨酯/聚乳酸(TPU/PLA)共混物,采用万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、旋转流变仪对共混物的力学性能、热性能、聚集态结构和流变特性进行了研究。结果表明:当TPU质量分数为15%~20%时,TPU可以在PLA中形成纤维状聚集态,使共混物达到"韧而强"的特性,同时可以提高PLA的玻璃化转变温度,降低PLA的冷结晶温度;随着TPU含量的增加,PLA的熔体黏度、储能模量和损耗模量都增大。

聚乳酸/碳纳米管共混纤维的制备及其性能研究

将聚乳酸(PLA)切片与硝酸处理过的多壁碳纳米管(MWNTs)按质量比19∶1混合制成PLA/MWNTs母粒,再将PLA切片与母粒按不同比例共混熔融纺丝制得PLA/MWNTs共混纤维,研究了不同工艺条件下纤维的力学性能和抗静电性能。结果表明:添加MWNTs质量分数小于0.8%时,可纺性良好,质量分数达到1.0%时,可纺性变差;最佳工艺条件为纺丝温度194.5℃,纺丝速度875 m/min,拉伸温度80℃;PLA/MWNTs共混纤维的抗静电性随着MWNTs含量的增加而递增,当MWNTs质量分数为0.8%,PLA/MWNTs共混纤维的比电阻为6.55×108Ω·cm,摩擦静电压935 V,衰减静电压672 V。

聚乳酸/聚氨酯/聚乙烯吡咯烷酮降解材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚氨酯(PU)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合材料,利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜和降解性能测试对其结构和性质进行了表征分析.结果表明:PU和PVP在基体PLA中可均匀分散且有效结合,该复合材料的拉伸强度可达69.18 MPa,断裂伸长率可提高1倍.降解实验表明,复合材料在不同介质中均呈现出随降解时间的延长,质量不断降低的趋势.