硅橡胶-聚丙烯酸酯微球增韧聚乳酸研究

为了改善聚乳酸的韧性,将硅橡胶-聚甲基丙烯酸甲酯粒子和聚乳酸通过熔融共混制备聚乳酸共混物,研究了硅橡胶-聚甲基丙烯酸甲酯粒子交联度、核壳比以及含量对于聚乳酸力学性能的影响。结果表明,当交联剂KH570用量为8%,核壳质量比为7:3时,聚乳酸共混物的抗冲击强度为2.88kJ/m^(2),拉伸强度为51.08MPa,增韧效果最佳;当硅丙粒子含量从0增加至18%时,PLA的抗冲击强度从1.37kJ/m^(2)增加至8.67kJ/m^(2),增加了5.33倍;拉伸强度从74.77MPa下降至38.86MPa;断裂伸长率从2.08%增加至25.45%;弯曲强度从106.64MPa下降至72.74MPa。

扩链剂的合成及其在聚乳酸中的应用

采用溶液聚合合成了扩链剂苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(KL-E4370),用红外光谱和示差扫描量热仪对KL-E4370的结构和组成进行了表征,并进一步将KL-E4370用于聚乳酸(PLA)扩链,通过转矩流变仪、熔体流动速率测定仪等手段研究了KL-E4370对PLA的流变行为、摩尔质量和熔体流动速率的影响。结果表明,KLE4370的扩链效果明显;当扩链剂的质量分数为0.75%时,PLA的黏均摩尔质量为49 000 g/mol,熔体质量流动速率为0.46 g/10min。

聚乳酸-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯两亲性嵌段共聚物的结晶性能

本文利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了不同质量比的两嵌段共聚物聚乳酸-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PLA-b-PDMAEMA),并利用差示扫描量热法和X射线衍射法研究了其结晶行为和结晶结构与两嵌段质量比的关系。结果表明,随着PDMAEMA链段聚合度的增加,共聚物的宏观形貌逐渐从不透明的粉状向透明的粘弹状转变。在一定聚合度内,共聚物的结晶完善性与聚乳酸相比逐渐降低,并导致其熔融和结晶温度与聚乳酸相比分别升高了5℃和14℃。

MAH/GMA共接枝聚乳酸对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用熔融接枝法分别制备马来酸酐接枝聚乳酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸和马来酸酐/甲基丙烯酸缩水甘油酯共接枝聚乳酸,并利用红外光谱对接枝共聚物进行结构表征。分别以三种接枝共聚物为相容剂,采用注塑成型制备了木粉/PLA复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断面形貌进行微观分析,结果表明,加入不同接枝共聚物后木粉/PLA复合材料两相看不出明显相界面,界面相容性得到改善。对不同接枝共聚物制备的复合材料的力学性能、加工流动性能和动态流变性能测定的结果显示,加入MAH/GMA共接枝聚乳酸后的木粉/PLA复合材料和未添加相容剂的复合材料相比,拉伸强度和冲击强度分别提高了9.54%和7.23%,复合体系的平衡扭矩和剪切热提高,储能模量及复数黏度均增大。

高强韧性PLA/PMMA/纳米SiO2复合材料的制备及性能研究

以硅烷偶联剂改性纳米SiO2(纳米SiO2-NH2)为无机纳米填料,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为有机填料,对聚乳酸(PLA)进行协同强韧化改性,经熔融共混法制备了不同PMMA含量的PLA/PMMA二元复合材料和不同纳米SiO2-NH2含量的PLA/PMMA/纳米SiO2-NH2三元复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等手段表征了所得复合材料的微观结构和性能。FT-IR结果表明,PLA与PMMA形成的氢键作用改善了二者的相容性;PLA/PMMA二元复合材料的综合性能在PMMA含量为30%时达到最佳。基于此,固定PLA/PMMA的配比为70/30,进一步添加纳米SiO2-NH2制备了不同纳米SiO2-NH2含量的PLA/PMMA/纳米SiO2-NH2三元复合材料。SEM分析表明纳米SiO2-NH2均匀分散于复合材料中;力学性能测试表明随着纳米SiO2-NH2含量的增加,复合材料的拉伸强度和硬度分别达到54.09MPa和81.1HA,断裂伸长率最大可达到67.75%。当纳米SiO2-NH2质量分数为5%时,PLA/PMMA/纳米SiO2-NH2复合材料的综合力学性能最佳。结果表明同时采用改性纳米SiO2和PMMA对PLA进行改性具有明显的协同强韧化效果。

PLA-g-GMA的制备及其对PBAT/PLA共混物结晶性能的影响

以制备的聚乳酸(PLA)-甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝物(PLA-g-GMA)为聚(对苯二甲酸/己二酸丁二酯)(PBAT)与PLA共混物的相容剂,制得了PBAT/PLA共混物。采用FTIR、^(1)HNMR分析了GMA质量分数对PLA-g-GMA接枝率的影响。发现当GMA质量分数为20%时,制备的PLA-g-GMA(G-20)有效接枝率为6.44%。通过DSC、SEM考察了G-20质量分数对PBAT/PLA共混物(BAx,其中,x%为G-20的质量分数,下同)结晶以及微观形貌的影响。结果表明,G-20的加入使共混物中PLA在降温过程中形成的结晶结构更完善,BA6冷结晶峰消失;BA4结晶温度由未添加相容剂共混物(BA0)的75.4℃降至68.0℃;G-20的加入使共混物在结晶初期速率常数由0.83(BA0)降至BA10的0.68,抑制了初期PLA晶核产生,但促使第2阶段结晶速率由1.28(BA0)提高到1.38(BA2),促进了PBAT晶体生长;G-20使脆断截面中PLA与PBAT之间剥离程度减小;BA8纤维强度由BA0的0.25 cN/dtex提高至0.33 cN/dtex。

MBS对PLA/GMS吹塑薄膜性能的影响

用熔融共混方法制备聚乳酸/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物/单硬脂酸甘油酯三元共混物及吹塑薄膜,并研究聚乳酸/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物/单硬脂酸甘油酯三元薄膜的力学性能、光学性能、流变性能、热性能和结晶性能.其中,甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为增韧剂,单硬脂酸甘油酯为增塑剂.结果表明:加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物可改善聚乳酸/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物/单硬脂酸甘油酯薄膜的力学性能,并提高聚乳酸的结晶性能.

GMA对PBAT/PLA共混物结晶性能的影响

选用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)与聚乳酸(PLA)共混改性剂,采用转矩流变仪与差示扫描量热仪(DSC)研究GMA对PBAT/PLA共混物黏度及结晶性能的影响,并采用Jeziorny法对其进行结晶动力学分析。结果表明,在PBAT中加入PLA可以促进PBAT结晶,当PLA质量分数为10%时结晶速率最高;保持PBAT/PLA=8∶2不变,在PBAT/PLA共混物中加入GMA,GMA在共混物中起到增塑作用,使共混物黏度降低,加工性能提高,共混物中PLA玻璃化转变温度降低,PBAT结晶度提高,结晶速率下降。

GEBMA对聚乳酸/碳酸钙复合材料性能的影响

采用乙烯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(KT-20)对聚乳酸(PLA)/碳酸钙(CaCO_(3))复合材料进行熔融共混改性,并在室温下通过冷压方法制成不同厚度的薄片,采用力学性能、差示扫描量热、流变性能等测试方法,研究了KT-20对PLA/CaCO_(3)复合材料的影响。结果表明:KT-20的加入使PLA/CaCO_(3)复合材料冲击强度提高,拉伸强度降低,限制了冷结晶,提高了亮相界面的结合强度,断裂行为从脆性断裂变为热性断裂,对热性能没有影响。

反应性增容制备高性能PLA/PA11共混物

由于聚乳酸(PLA)与尼龙11(PA11)的相容性较差,因此,利用熔融接枝法制备了PLA与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝物PLA-g-GMA,并充当共混物的增容剂。在共混的过程中,利用增容剂原位反应性,增容PLA与PA11的共混体系。对共混物进行力学性能测试,结果表明,在没有添加增容剂的条件下,共混物的力学性能较差;随着接枝物的加入,共混物的力学性能显著提高。在PLA/PA11(80/20)组分中,当增容剂的含量达到20%时,共混物的断裂伸长率和拉伸强度均达到了最大值分别为281. 14%、53. 16 MPa,且材料抗冲击性能也有一定的改善,与纯PLA相比,增加了132%。

POE-g-GMA对PLA/PP共混体系结构及性能的影响

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)得到的POE-g-GMA作为相容剂引入到聚乳酸(PLA)/聚丙烯(PP)共混体系中,利用FTIR,DSC,SEM等方法研究了POE-g-GMA对PLA/PP共混体系性能的影响,并探讨了POE-g-GMA的增容机理。实验结果表明,POE-g-GMA改善了PLA与PP的相互作用,当POE-g-GMA的含量低于6%(w)时,主要起增塑作用,活化PLA分子链的运动能力,提高PLA的结晶度;当含量高于6%(w)时,可降低PLA的结晶能力,诱导共混体系向连续相结构转变;当含量为6%(w)时,PLA/POE-g-GMA/PP的拉伸强度为29.2 MPa,断裂伸长率提高至25%,材料刚韧平衡性良好。

EBA-GMA含量对PLA/OBC合金结构和性能的影响

以乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EBA-GMA)作为相容剂,通过熔融共混法制备了聚乳酸/乙烯-辛烯嵌段共聚物(PLA/OBC)合金材料。采用摆锤冲击仪、红外光谱仪、扫描电镜和旋转流变仪等设备考察了EBA-GMA含量对PLA/OBC合金结构和性能的影响。结果表明,EBA-GMA能在PLA和OBC之间起到反应性增容作用。当EBA-GMA含量为4 phr时,合金的力学性能得到明显改善,此时缺口冲击强度变化最快;与此同时,分散相OBC颗粒平均粒径降低至最小值1.36μm;另外,合金的储能模量得到提高,熔体弹性实现增强。

PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料力学及生物分解性能研究

文章通过共混改性的方法提升聚乳酸(PLA)的韧性,获得抗冲击的生物降解材料。在PLA中加入乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-MA-GMA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS),通过共混熔融反应加工的方法,制备PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料,研究了不同E-MA-GMA含量对复合材料的热学性能、流变性能、流动性能、力学性能、相形态、生物分解性能的影响。结果表明:当E-MA-GMA含量为5%~25%时,PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料生物分解率均大于60%,符合GB/T 19277.1—2011中生物分解塑料要求。E-MA-GMA可以显著提升PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料的韧性和冲击强度,同时进一步说明PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料之间存在部分相容性。随着E-MA-GMA含量的增加,PLA/E-MA-GMA/PBS复合材料的复数黏度显著提高,各组分之间发生分子链缠结增强,E-MA-GMA、PLA和PBS之间发生明显的相互作用。

PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料的制备与性能

为了制备具有优异强度与韧性的聚乳酸(PLA)复合材料,首先,将八聚(丙基缩水甘油醚)倍半硅氧烷(Ope-POSS)纳米粒子引入PLA中,并加入PLA接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PLA-g-GMA)作为增容增韧组分;然后,通过熔融共混法制备了PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料;最后,通过对复合材料形态结构、热性能、力学性能及疏水性的表征分析了Ope-POSS纳米粒子及PLA-g-GMA的加入对PLA复合材料性能的影响。结果表明:PLA-g-GMA的加入对Ope-POSS纳米粒子具有良好的增容效果,可使得Ope-POSS纳米粒子在复合材料中均匀分散;随着良好分散的Ope-POSS纳米粒子的数量增加,PLA复合材料的强度、热稳定性及疏水性均得到明显的提高,韧性也随PLA-g-GMA含量增加而得到改善;当PLA-g-GMA和Ope-POSS纳米粒子含量分别为PLA的4wt%和3wt%时,PLA-g-GMA/Ope-POSS/PLA复合材料性能最佳。所得结论为POSS杂化PLA复合材料的深入研究提供了理论指导。

接枝聚乳酸／塑化淀粉共混物的制备与性能研究

为提高聚乳酸(PLA)/淀粉共混物界面作用和降低成本,引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚乳酸和塑化淀粉(TPS),通过挤出和注射成型制备接枝聚乳酸/塑化淀粉共混物(PLA-g-GMA/TPS)。红外光谱分析证实,GMA成功接枝到PLA分子链上。对共混物的力学性能、热机械性能、微观形貌、热性能及亲水性等进行了系统研究,结果表明,选择GMA用量为6%(接枝率为1.51%)和TPS用量为10%时的拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量最佳,分别为42.6MPa、8.9%及260MPa。FE-SEM观察结果表明,低含量TPS中颗粒被基体包覆或嵌入,界面平整,界面结合力强。DMA和DSC结果显示,不同质量配比的PLA-g-6%GMA/TPS共混物的Tg、储存模量、结晶度、结晶温度及熔融温度仅在小范围内发生变化。吸水率和接触角结果表明,低含量TPS的共混物吸水率和接触角变化幅度均小于高含量TPS体系。

E-MA-GMA增韧PLA共混物性能研究

以聚乳酸(PLA)和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)为原料,通过共混改性的方法制备PLA/E-MA-GMA共混物,研究共混物的热学性能、流变性能、流动性能、力学性能、冲击断面形貌。结果表明:E-MA-GMA和PLA具有一定的相容性,随着E-MA-GMA含量的增加,共混物的拉伸强度和弹性模量降低,断裂伸长率及冲击强度增加,共混物黏度增加。当E-MA-GMA含量为25%,共混物的断裂伸长率达到96.5%,冲击强度达到10.1 kJ/m。

界面增容剂的结构对PLA/PP共混体系界面状态及性能的影响

通过在聚乳酸(PLA)和聚丙烯(PP)共混体系中分别引入马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA),制备出具有不同结构及性能的共混材料(PLA/PP/POE-g-MAH,PLA/PP/POEg-GMA),并采用转矩流变仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、平板流变仪及电子万能试验机等研究了不同界面增容剂的结构对PLA/PP共混体系界面状态及性能的影响。结果表明,POE-g-MAH和POE-g-GMA均可改善PLA与PP的相界面形态,但与POE-g-GMA相比,POE-g-MAH的界面催化效率更高,对PLA/PP共混体系增容效果更好,其可诱导PLA与PP在界面处形成微交联结构,增强PLA与PP的界面相互作用,改善材料的机械性能,当添加4wt%的POE-g-MAH时,PLA/PP/POE-gMAH共混物的拉伸强度达29.7 MPa,断裂伸长率提升至39.3%,较PLA/PP样品提高了8倍;并且共混材料的冲击强度随着POE-g-MAH含量的增加而增加,当其添加量为6wt%时,材料冲击强度达30.1 kJ/m^(2),材料具有较好的刚韧平衡性。

PLA/ABS复合材料的制备与性能研究

选取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝马来酸酐(ABS-g-MAH)、聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)等界面相容剂,改进聚乳酸(PLA)/ABS复合材料的界面相容性。结果表明:SAG能够有效改善复合材料的界面相容性,提高复合材料的力学性能、热稳定性和耐热性,同时使PLA/ABS的储能模量(G′)、损耗模量(G″)和复数黏度(η^(*))增大。SAG添加量为3%时,复合材料的拉伸强度和无缺口冲击强度分别为57.3 MPa和35.4 kJ/m^(2),相比未添加界面相容剂分别提高87%和116%。