聚乳酸/矿物填料复合材料的示差扫描量热研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/矿物填料复合材料.采用示差扫描量热(DSC)研究了含有碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土(MMT)和凹凸棒土(AT)的聚乳酸复合材料在不同热历程中的结晶和熔融行为.研究发现,MMT和AT对PLA的慢速降温结晶无明显影响,而碳酸钙在慢速降温过程中能够有效促进PLA结晶;在2.5 K/min的降温速率下,结晶热焓随碳酸钙含量增加而增加;填料种类和含量会对复合材料升温过程的冷结晶和熔融产生较大影响,低含量矿物填料主要对PLA的冷结晶起成核作用,其中MMT成核效果最好.较高含量下不同填料会对PLA晶体形态产生影响,从而得到多样的DSC曲线变化.

离聚物surlyn对PET/PA66共混物性能的影响

采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热法考察了离聚物surlyn对聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚酰胺66(PET/PA66)共混物结构、结晶性能的影响;通过低角频率下流变性能测试、力学性能测试以及热变形温度测试,考察了离聚物对该共混物流变性能、力学性能、耐热性能的影响。结果表明,加入离聚物surlyn增加了界面的粘接力和分子间的链缠结,使共混物的相容性得到了提高,其中以离聚物surlyn含量为10%(质量分数,下同)时效果较好;随着sur-lyn含量的增加,共混物的热变形温度和结晶性能降低,冲击强度、拉伸强度和弯曲强度增加。

聚磷酸铵插层可膨胀石墨对UHMWPE的阻燃

采用聚磷酸铵(APP)对普通物理膨胀型阻燃剂——硫酸插层的可膨胀石墨(GIC)进行二次插层,得到APP-GIC,将其用于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的阻燃,并对材料的阻燃性能、力学性能、残炭的形态结构进行了研究。实验结果表明,APP-GIC的石墨层间含有APP,采用APP-GIC制备的无卤阻燃UHMWPE的极限氧指数(LOI)达到27.2%、阻燃等级UL94V-0。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)研究表明,APP起到促进成炭的作用。

聚乳酸可降解材料结晶和熔融行为的研究

用DSC和XRD研究了聚乙二醇(PEG)用量、分子量和退火温度对PLA结晶和熔融行为的影响。结果表明PEG的加入有利提高PLA的结晶度和结晶温度;PLA/PEG样品在低于100℃退火后均表现出双熔融峰特征,退火温度越高,样品的低熔融峰(Tm1)越高且熔融热焓也越高;PEG分子量越大,其低熔融峰的熔融热焓(ΔH1)越大,Tm1也越高。

SEBS-g-MAH对聚乙烯等温及非等温结晶动力学的影响

利用差示扫描量热法结合Avrami方程研究了苯乙烯-乙烯．丁烯．苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐fSEBS．g-MAH）对线型低密度聚乙烯（LLDPE）等温及非等温结晶动力学的影响。结果表明，热塑性弹性体SEBS及其接枝物的加入阻碍了LLDPE分子链的规则排列，影响了链段在结晶扩散迁移规整排列的速度，使得结晶速率变慢，对LLDPE晶体生长起了抑制作用；LLDPE／SEBS．g．MAH共混体系的半结晶时间t1/12和结晶活化能AE明显增大，Avrami指数，t对结晶温度有依赖性，k值随温度的升高而减小。通过Jeziomy法对非等温结晶过程进行处理，试样的Avrami指数n值均在1．1～1．5，表明LLDPE的结晶成核机理和生长方式没有改变。

膨胀蛭石协同膨胀型阻燃剂阻燃HDPE研究

利用膨胀蛭石(EVMT)与聚磷酸铵(APP)和三羟乙基异氰脲酸酯复配而成的膨胀型阻燃剂(IFR)协同阻燃高密度聚乙烯(HDPE)。探讨了EVMT含量对阻燃HDPE(FRPE)的极限氧指数(LOI)、锥形量热参数、热稳定性能的影响。结果表明,用少量EVMT部分代替IFR时,可以提高FRPE材料的LOI,降低体系的热释放速率峰值,延缓降解和燃烧过程。能量散射光谱(EDS)分析表明,EVMT中有质量分数高达4.8%的铁元素,铁元素的存在有利于其协同阻燃效果的提高。

滑石粉与PEG的协同效应对PLA结晶性的影响

通过熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/滑石粉(Talc)/聚乙二醇(PEG)共混物,研究了共混物的非等温结晶过程,分析了PLA结晶过程中Talc和PEG的协同效应。结果表明:随着降温速率的增大,共混物的结晶峰温都向低温区偏移,结晶度降低,结晶速率提高;试验发现在成核阶段Talc起到促进晶核形成的决定性作用,Talc与PEG协同效应对PLA结晶速率的显著影响体现在生长阶段(Ⅱ区);偏光显微镜(POM)观察也表明Talc和PEG的协同效应在结晶期的生长阶段。

端羟基改性超支化聚酯的热稳定性及分解行为

采用热失重方法(TG)研究了端羟基超支化聚酯和端羟基改性超支化聚酯在氮气气氛中的热稳定性及分解行为。端羟基超支化聚酯的热分解过程包括酯基降解和碳碳键断裂2个阶段,随着代数增加,热稳定性有所改善。当端羟基被烷烃链取代后,端羟基超支化聚酯的热分解温度大幅度提高。低代数端羟基改性超支化聚酯的分解以碳碳键断裂为主,高代数热分解仍包括酯基降解和碳碳键断裂2个阶段。端羟基改性超支化聚酯的表观分解活化能明显提高。

不同双硫酯用量下RAFT自由基交联聚合体系的反应动力学及交联结构

考察了二硫代苯甲酸苄酯(BDB)用量对二甲基丙烯酸聚乙二醇酯/甲基丙烯酸聚乙二醇甲基醚酯可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基交联聚合动力学、凝胶行为和交联结构的影响。随BDB用量增加,增长自由基浓度降低,导致聚合速率不断下降。链自由基与休眠链的加成反应进入扩散控制后使得RAFT交联聚合出现自加速,随BDB用量增加自加速推迟。当双键/BDB的物质的量比小于100/1时,凝胶点随BDB用量增加而降低;在高BDB用量下,凝胶点随BDB用量增加而增大。交联密度随BDB用量增加有所增大,交联网络结构更加均匀。

三嵌段共聚物PS-b-PEG-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌与性能研究

使用原子转移自由基聚合(ATRP)制备三嵌段共聚物PS-b-PEG-b-PS。通过红外光谱、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对嵌段共聚物结构及分子量进行表征。将嵌段共聚物与聚苯乙烯溶液共混成膜,使用原子力显微镜(AFM)和接触角测试仪(CA)对不同含量嵌段共聚物共混膜的表面形貌和性能进行了分析表征。PEG链段与PS链段在共混膜中发生了微相分离,由于PEG链段对PS链段的热力学排斥作用以及PS的硬链段特性,PS不能在PEG微区上方形成覆盖,因而在薄膜表面形成大量孔洞,PEG微相区位于孔洞底部。随嵌段共聚物含量增加,孔洞(PEG微区)尺寸增大。当嵌段共聚物含量增加10%以后,孔洞内出现PS微相区,导致形成"胞状"结构。嵌段共聚物含量增加使得共混薄膜的亲水性和表面张力增大。

非电晕处理光学级BOPET预涂膜用水性在线涂布液的制备及性能研究

采用水性聚氨酯树脂为主要成膜物,与水性封闭型异氰酸酯交联剂、表面润湿助剂、防粘连剂以及消泡剂等配合,制备了非电晕处理光学级双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)预涂膜用水性在线涂布液。研究了主要成膜物、交联剂、各类助剂以及涂布液固含量等对涂布液及其预涂膜性能的影响。研究表明:该水性涂布液能够满足在线涂布的工艺要求。采用该涂布液制备的预涂膜具有优异的光学性能和表观状态,与非电晕处理光学级BOPET以及表面多种功能性涂层在高温高湿环境下均具有良好的附着性能。

嵌段共聚物PCL-b-PMMA薄膜的微相分离形貌

通过开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)制备了不同嵌段结构的嵌段共聚物PCL-b-PMMA,使用核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征,通过原子力显微镜(AFM)研究了嵌段共聚物薄膜的微相分离形貌。结果表明,嵌段共聚物发生了微相分离,聚ε-己内酯(PCL)链段形成柱状微区;PCL链段体积分数较低时,薄膜表面以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链段聚集为主,但未在PCL柱状微区上方形成覆盖,从而在薄膜表面形成孔洞;随PCL链段体积分数增加及PMMA链段分子量下降,PCL柱状微区面积增加,向薄膜表面迁移并逐渐形成覆盖,造成薄膜表面孔洞消失。

二丙烯酸酯参与的反应挤出制备长链支化PP

研究了二丙烯酸酯参与的反应挤出制备长链支化聚丙烯过程,重点考察了二丙烯酸酯双键间链段长度以及单体用量对长链支化程度的影响。结果表明,1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)在聚丙烯分子链上具有较强接枝能力;在接枝率相当的情况下,悬垂双键参与偶合扩链的能力会随双键间链段长度增加而下降。单体接枝率增加以及悬垂双键反应能力增强均会使长链支化程度增大。随着二丙烯酸酯用量增加,长链支化程度增加;单体过量会使大分子自由基偶合扩链程度加重,导致局部交联形成凝胶。

嵌段共聚物PEO-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌及性能

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了嵌段共聚物聚氧化乙烯(PEO-b-聚苯乙烯(PS)),将PEO-b-PS与PS溶液共混成膜,使用接触角测试仪(CA)和原子力显微镜(AFM)考察了PEO-b-PS含量与共混薄膜表面形貌及性能之间的关系。研究发现,嵌段共聚物在薄膜中发生微相分离并在薄膜表面形成PEO微相区,随PEO-b-PS含量增加,薄膜表面PEO相区尺寸增大,但分布密度下降。通过共混薄膜表面形貌的变化,解释了共混薄膜的亲水性和表面张力随PEO-b-PS含量增加的变化趋势。

MPEG端基官能团转化及其与MPP的反应

研究了聚乙二醇单甲醚(MPEG)的端羟基转化,通过端羟基与二异氰酸酯的反应将端羟基转化为端异氰酸酯基,通过端羟基与对甲苯磺酰和邻苯二甲酰亚胺钾的分步反应将端羟基转化为端胺基,由此比较了不同端基官能团MPEG与聚丙烯接枝马来酸酐(MPP)的反应。结果表明,端羟基向端胺基的转化率达到86%,向端异氰酸酯基的转化率达到92%;在相同反应条件下,端异氰酸酯基MPEG与MPP反应体系的接枝率最高,端胺基MPEG/MPP反应体系次之,端羟基MPEG/MPP反应体系最低,表明MPEG端基官能团与MPP的反应活性顺序为─NCO>─NH2>─OH。

马来酸酐接枝热塑性弹性体对LLDPE黏结性能的影响

利用熔融接枝法制备了马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH),研究了两种接枝共聚物的接枝率及其用量对线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混体系黏结性能的影响,并探讨了接枝物的作用机理。结果表明:随着接枝共聚物接枝率和用量的增加,LLDPE/SEBS-g-MAH共混物的黏结性能呈上升趋势;在LLDPE/SEBS-g-MAH共混物中加入POE-g-MAH,可在保证共混物黏结性能的基础上降低SEBS-g-MAH用量,当吸光比为0.1378的POE-g-MAH用量为15%时,体系的拉伸剪切强度达到5.52 MPa;当接枝物用量过高时,接枝物富集区与贫乏区之间的分子链缠结作用减弱导,致黏结性能下降。

单电子转移活性自由基聚合制备支化聚丙烯酸甲酯的研究

以丙烯酸2-(2-溴异丁酰氧基)乙酯(BIEA)为引发剂单体(inimer),丙烯酸甲酯(MA)为单体,Cu0/CuBr2和N,N,N',N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为催化体系,二甲亚砜(DMSO)为溶剂,在常温(25℃)下通过单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)合成支化聚丙烯酸甲酯.聚合反应过程中,采用气相色谱(GC)、核磁共振(1H-NMR)和三检测体积排除色谱(TD-SEC)等测试手段跟踪分析和表征支化聚合物的结构.研究结果表明,采用SET-LRP方法,铜粉作为催化剂,常温下聚合反应就能快速进行,130 min之内MA的转化率已达99%以上,制备出高分子量支化聚合物.随着反应的不断进行,聚合物支化程度不断提高,相比较同分子量下的线型聚合物其黏度不断下降,Mark-Houwink特征常数α最小可达0.290.此外,低分子量聚合物组分随着反应不断减少,在高单体转化率下,聚合体系中以高支化度的聚丙烯酸甲酯为主.