对苯二酚/辐照改性热塑性淀粉/PBAT复合材料性能

为提高淀粉与聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)的共混性,采用4 kGy辐照淀粉为原料,以原淀粉为空白对照,以甘油、对苯二酚(HQ)为增塑剂,制作热塑性淀粉(TPS)。以改性聚酯(WPT)为增容剂,将TPS与WPT,PBAT均匀混合,并采用双螺杆挤出机混炼,制备TPS/PBAT共混物。采用扫描电子显微镜、万能材料试验仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等表征样品的相容性和力学性能。结果表明:辐照TPS对共混体系的相容性有所改善,当HQ的质量分数为5%时,TPS的拉伸强度由11.6 MPa提升至14.3 MPa,断裂伸长率由3.3%提升至5.5%;辐照TPS的拉伸强度由8.9 MPa提升至13.7 MPa,断裂伸长率由3.9%提升至6.6%。进一步引入增容剂WPT,复合材料性能改善明显。当PBAT与TPS质量比为1∶1时,增容效果最佳,原TPS/PBAT的拉伸强度为19.7 MPa,断裂伸长率为456.4%;辐照TPS/PBAT的拉伸强度为27.8 MPa,断裂伸长率为518.8%。HQ可以和淀粉产生物理交联,既可改变TPS亲水性,还可提升TPS力学性能;增容剂WPT可改善淀粉与PBAT的相容性,使TSP/PBAT复合材料力学性能有明显改善。

不同增容剂对PBAT/TPS复合材料性能影响

探究不同增容剂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/热塑性淀粉(TPS)复合材料的影响,以期解决复合材料的相容性问题。采用高压反应釜制备TPS,以甘油作为增塑剂,选取柠檬酸三丁酯(TBC)、亚磷酸三苯酯(TPPI)、多元共聚聚酯(PVE)三种增容剂,将淀粉、PBAT、甘油、不同增容剂混合均匀后通过双螺杆挤出机混炼制备PBAT/淀粉复合材料切片。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析等对不同增容剂的共混样品进行表面微观形貌、结晶度、热学性能与拉伸性能表征及测试。结果表明,引入增容剂导致复合材料的结晶度和热稳定性下降;增容剂PVE的增容效果显著,而TBC,TPPI会破坏淀粉分子间氢键,无法达到有效的增容;向复合材料中添加PVE后,其拉伸性能明显改善,拉伸强度可达22.5 MPa;相容性能够影响宏观力学性能,因此选择合适的增容剂是关键。

水溶性聚酯与甘油对淀粉/PBAT复合材料增容效果研究

采用高压反应釜制备糊化淀粉,以甘油作为增塑剂,以水溶性聚酯(PVE)为新型高分子增容剂,将淀粉、对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、不同含量的PVE、不同含量的甘油混合均匀后通过双螺杆挤出机混炼制备淀粉/PBAT/PVE/甘油共混切片,研究了新型增容剂PVE对淀粉/PBAT相容性的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析、力学性能测试等手段表征其微观相容性与力学性能。结果表明,随PVE质量含量增加,淀粉/PBAT相容性变好,共混材料热分解温度均下降;结晶性能方面,随甘油、PVE的加入,淀粉/PBAT特征峰强度均减弱;PVE以20%(占淀粉干基)、甘油以30%(占淀粉干基)添加入共混材料中,其性能改善明显,强力拉伸强度可达30.4 MPa。相容性显著影响宏观力学性能,因此PVE和甘油的合理用量是关键。

共辐照热塑性淀粉/山梨糖醇的制备及其热塑性分析

为研究山梨糖醇共辐照处理对淀粉结构及其热塑性能的影响,采用高能电子束辐照淀粉/山梨糖醇,对其微观结构进行分析,并以共辐照淀粉/山梨糖醇粉末为原料,甘油为增塑剂,通过改变山梨糖醇含量,探究山梨糖醇含量对共辐照热塑性淀粉/山梨糖醇塑化性能的影响,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、热重分析仪、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)仪、力学性能测试等手段表征共辐照热塑性淀粉/山梨糖醇的微观结构及其热塑性能。结果表明:共辐照处理严重破坏了淀粉形貌,使得部分山梨糖醇附着在淀粉颗粒表面;共辐照处理不会改变淀粉的晶型;热稳定性方面,山梨糖醇共辐照处理使得样品在一定范围内热稳定性得到提高;XPS结果表明共辐照处理使玉米淀粉与山梨糖醇发生聚合反应,推断出反应位点可能出现在淀粉葡萄糖单元的C2,C3,C6碳位处;力学性能表明,共辐照山梨糖醇质量分数为15%时,对其拉伸强度改善明显,达17.3 MPa;继续增加共辐照山梨糖醇质量分数,其拉伸强度下降。

经纱上浆用辐照醋酸酯淀粉制备及浆液性能

为扩宽淀粉的应用空间,研究了酯化处理、辐照处理对淀粉结构和浆液性能的影响;采用高能电子束辐照作为物理改性手段对淀粉进行辐照处理,采用醋酸乙烯酯作为酯化剂对淀粉进行酯化处理,优化了醋酸酯淀粉的制备工艺。较佳的工艺条件为:酯化剂质量分数30%、反应温度40℃、反应时间1.5 h、反应pH值9。并在该条件下对其红外光谱、接触角、浆液性能进行分析。结果表明:辐照处理不会引入新的官能团;酯化处理成功引入了乙酰基基团,大幅度提高了接触角,淀粉由亲水转为疏水,接触角达107.2°;辐照醋酸酯淀粉的黏度大幅度下降,黏度稳定性明显提高。

淀粉/PBAT复合材料的制备与表征

为提升淀粉(St)与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)的相容性及力学性能,采用高压反应釜制备糊化St,以甘油作为增塑剂,以PVE作为高分子增容剂,将St与PBAT混合均匀,利用双螺杆挤出机混炼制备St/PBAT复合材料切片,表征其宏观力学与微观相容性。结果表明:当PBAT含量小于30%,St与PBAT相容性好,复合材料的拉伸强度随PBAT含量的增加呈上升趋势。当PBAT含量大于30%,St与PBAT相容性变差且呈多相体系,复合材的力学强度降低。St与PBAT相容性显著影响复合材料的力学性能,均一体系是核心。按最优比m(St)∶m(PBAT)=70∶30制备复合薄膜,并测试复合薄膜的吸水性、透气性、力学性能等。结果表明:PVE能够有效增容St和PBAT,达到提高St含量的目的。

淀粉/PBAT复合材料的相容性研究

为研究淀粉与PBAT的相容性及力学性能,以淀粉为原料,以甘油为增塑剂,以改性聚酯(PVE)为增容剂,将淀粉与PBAT混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,制备淀粉/PBAT复合材料。采用扫描电镜、万能材料试验仪、X射线衍射仪、热重分析仪、^(13)C-NMR分析等表征其力学性能与相容性。结果表明:增容剂PVE内磺酸基与淀粉的羟基相结合,显著提高淀粉与PBAT的相容性,降低复合材料结晶度和热稳定性。当PVE的含量在10%(占淀粉干基),淀粉与PBAT相容效果达到最佳,复合材料的标准件拉伸强度为18.2 MPa,断裂伸长率为64.1%,复合膜的力学性能达到最佳。

辐射改性淀粉与PBAT共混体系的制备及表征

为提高淀粉与聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)的共混性,对原淀粉进行辐射改性,以甘油作为增塑剂,制备热塑性淀粉(TPS)。以改性聚酯(WPT)作为高分子增容剂,将TPS与WPT以及PBAT混合均匀,进入双螺杆挤出机中进行混炼,制备TPS/PBAT共混物。采用扫描电镜、万能材料试验仪、X射线衍射仪、热重分析等表征样品力学性能与相容性。结果表明:辐射淀粉的加入使共混体系的相容有所改善。进一步引入增容剂,共混体系的结晶度和热稳定性下降,力学性能明显改善。当PBAT含量为15%,WPT含量为6%时,增容效果达到最佳,TPS/PBAT的拉伸强度为16.7 MPa,断裂伸长率为107.9%。