生物可降解PBS复合材料的制备及性能

采用熔融共混的方法制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/滑石粉(Talc)复合材料,系统地研究了Talc的粒子尺寸对PBS结晶性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:随着Talc粒子尺寸的减小,复合材料的冲击强度先增大后减小而拉伸强度逐渐增大。当1250目Talc含量为6%时,其冲击强度从45 J/m提升至73 J/m,相比于纯PBS提升了近70%。Talc的加入也增大了复合材料的模量和黏度,这使得材料在加工时更容易成型。同时,Talc作为一种成核剂极大程度地改善了PBS的结晶性能。扫描电子显微镜显示断面由平整光滑变为“悬崖”式结构,这也是体系无定形区增大的结果。然而,当Talc含量过高时两相间相容性变差,出现相分离现象。

异山梨醇基增塑剂的制备及其增塑PVC的性能

通过异山梨醇和壬酸合成一种新型生物基增塑剂—异山梨醇二正壬酸酯(SDN)来改性聚氯乙烯(PVC)树脂。研究了绿色增塑剂的增塑作用及对共混物性能的影响。SDN特有的分子结构增大了分子链间的距离,增加了聚合物的自由体积,使共混物塑性得到明显的改善。研究表明,随着SDN增塑剂添加量的增加,材料韧性增强,增塑剂的引入降低了共混物的玻璃化转变温度,改善了材料的韧性。当增塑剂的添加量为25份时,材料缺口冲击强度达到了1217 J/m,与未添加增塑剂相比,提高近40倍。扫描电子显微镜结果表明,增塑剂SDN与PVC树脂相容性良好,同时可以发现增塑剂使共混物的断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。

生物可降解PBS聚酯合金的制备与性能调控

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因具有完全的生物可降解性、无毒无害等优点成为了近年来研究的热点。但是由于PBS的结晶速率低、韧性较差等不足限制了其进一步深入与广泛的应用。本工作在不牺牲PBS生物可降解性的前提下,针对其韧性不足等缺点采用化学接枝与物理共混相结合的方法对PBS进行了增韧改性。采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)与经甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝改性后的PBS进行熔融共混制备了一系列具有高韧性的PBS聚酯合金,研究了PBS聚酯合金中PBAT含量对其微观结构、力学性能、热性能、结晶性能以及加工性能的影响。结果表明:随着PBAT含量的增加,聚酯合金受到外力作用时的剪切形变行为愈发明显,材料的断裂行为由脆性断裂转为韧性断裂;聚酯合金中PBAT含量为30%(质量分数,下同)时,综合性能最好。随着PBAT含量的增加,聚酯合金的结晶焓、熔融焓下降,结晶度逐渐降低,在合金中PBAT含量为50%时,聚酯合金的结晶度为29.51%,相比纯PBS下降了39%,同时PBAT的加入也使得合金的玻璃化转变温度下降。对材料的流变行为分析表明,在加入PBAT后聚酯合金的熔体强度得到了较大的提升,加工成型性能也得到了明显的改善。PBAT使PBS聚酯合金韧性得到了较大的提升,随着合金中PBAT含量的增加,材料的缺口冲击强度逐渐上升,拉伸强度逐渐下降,断裂伸长率先升高后降低。在PBAT含量为30%时,材料的断裂伸长率为687%,相比纯PBS提升了136%;缺口冲击强度在PBAT含量为50%时达到397 J/m,相比纯PBS增加了892.5%。同时将其与未进行接枝改性的PBS/PBAT合金的各项性能进行了对比,发现经过接枝改性后的PBS-g-GMA与PBAT的相容性得到了提升。