PP/PMMA/PP-g-MAH共混物的结晶和相形态研究

采用偏光显微镜和相差显微镜详细研究PP/PMMA不相容聚合物共混物体系和PP/PMMA/PP-g-PMMA增容共混体系的结晶和相形态.偏光显微照片的研究结果表明,增容剂PP-g-MAH中PP结晶需要克服更多的能垒,导致PP结晶形态变得不完善,球晶尺寸变小.比较PP/PMMA和PP/PMMA/PP-g-MAH的相差显微照片可以看出,由于增容剂的加入,PP与PMMA相之间的界面变得模糊,两相的相容性变好.随着PP-g-MAH中MAH接枝率的增加,PMMA分散相的尺寸减小且变得均匀;当增容剂的接枝率为2.41%,添加的质量分数为4.71%,PP/PMMA共混体系中PMMA分散相的相?尺寸可达最小.PP-g-MAH作为反应型增容剂,一方面与PP在界面区域产生共晶;另一方面,MAH极性基团与PMMA的极性基团间产生的强的化学键合作用,使得界面区域的PP-g-MAH分子采取有利于降低构象熵的构象来起到增容作用.PP/PMMA共混物在130℃等温结晶的结果显示,PMMA相对PP的结晶形态的影响较小,PP结晶呈现典型的均相成核特征.PP/PMMA共混体系中加入PP-g-MAH,PP结晶尺寸减少.与非等温结晶相比,等温结晶的PP/PMMA共混物中PMMA相区尺寸明显偏大.     

环氧呋喃树脂反应性增容改性聚乳酸/淀粉复合材料的研究

研究了环氧呋喃树脂反应增容改性聚乳酸/淀粉复合材料,对索氏提取法得到的淀粉进行1H-NMR、FTIR、XPS和静态接触角测试表征.结果表明在熔融共混过程中环氧呋喃树脂(FER)与淀粉及聚乳酸(PLA)发生化学反应,从而起到反应性增容的作用.另外,利用SEM、万能材料试验机和DSC分别对复合材料的界面相容性、机械性能以及热性能进行了表征,结果表明FER能够显著改善PLA和淀粉之间的界面相容性,在保持PLA高强度高模量的基础上,显著提高了PLA/starch复合材料的综合机械性能和结晶性能.     

生物基超韧聚乳酸复合材料的制备与性能

采用来源于可再生资源的聚醚酰胺弹性体（PEBA）增韧聚乳酸（PLA）制备超韧聚乳酸（PLA/PEBA-GMA）复合材料.为了提高PEBA与PLA之间的相容性,选择极性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、共接枝单体乙烯基吡咯烷酮（NVP）及引发剂过氧化二异丙苯（DCP）对PEBA进行接枝改性制备PEBA-GMA.研究了接枝单体组分的用量（m/g）对PLA/PEBA-GMA复合材料性能的影响.研究发现,随着接枝单体组分用量的提高,复合材料的缺口冲击强度逐渐增大,当接枝单体组分GMA,NVP和DCP的用量分别为2.5,2.5和0.25 g时,复合材料的冲击强度高达88.6 kJ/m²,断裂伸长率为164.1%.研究表明,在熔融共混过程中,聚乳酸的端基（—OH和—COOH）与PEBA-GMA上环氧基团发生反应,有效改善两相间的界面相容性,随着接枝单体组分比例的提高,分散相PEBA-GMA的粒子尺寸逐渐减小且分布均匀.     

PBSA-g-MG增容改性热塑性淀粉/PBSA复合材料

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,通过熔融接枝将马来酸酐(MA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到PBSA(聚丁二酸/聚己二酸-co-丁二醇酯)分子链上,制备了PBSA-g-MG增容剂。采用红外光谱和核磁共振氢谱对增容剂的化学结构进行表征,并探究了PBSA-g-MG的添加量对热塑性淀粉(TPS)与PBSA复合材料(TPS/PBSA)的力学性能、微观形貌、动态热机械性能和吸水性能的影响。结果表明,该增容剂可改善纤维增强的TPS/PBSA复合材料的界面相容性,TPS相与PBSA相的T_g相互靠近,TPS/PBSA的力学性能和耐水性提高。添加质量分数8%增容剂的TPS/PBSA复合材料在59%湿度下的力学强度可达19.4 MPa,比未增容的复合材料提高了将近130%。     

PTW对PA1010/PP共混物的增容作用

为了增加聚酰胺1010/聚丙烯(PA1010/PP)共混物的相容性,提高共混物的力学性能,采用一种新型的反应型增容剂乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)进行增容,通过扫描电镜(SEM)、力学性能、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热(DSC)测试,研究了PTW对PA1010/PP共混物的增容作用.结果表明,随着PTW的加入,共混物的相区尺寸明显变小,当PA1010/PP/PTW质量比为70∶30∶7时,分散相尺寸细小而均匀,表明PTW有较好的增容作用.FTIR结果表明,PTW上的环氧基团和PA1010在熔融共混中发生了化学反应.DSC研究结果表明,PA1010的结晶温度随PTW的加入而降低,说明PTW对PA1010结晶有抑制作用.另外,PTW的加入使PP的结晶温度下降,当PTW质量分数为5%时出现2个结晶峰,即出现异相成核结晶和均相成核结晶,PP均相成核结晶的出现从另一个方面说明,在PA1010基体中分散相PP尺寸非常细小.当PTW质量分数为7%时共混物的力学性能最佳,干态冲击强度达到13.93kJ/m2,是未加增容剂时的2倍,拉伸和弯曲性能基本不变.PTW的增容机理在于其分子链中的甲基丙烯酸缩水甘油酯能与PA1010发生化学反应,而乙烯链段与PP有较好的亲和性,从而降低界面张力,减少相区尺寸,大幅度提高力学性能.     

SMA/蒙脱石纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系

采用原位插层法制备苯乙烯-马来酸酐交替共聚物/蒙脱石(SMA/MMT)纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系,并与SMA及MMT的增容效果进行比较,运用TEM、SEM、DSC及XRD研究了增容剂SMA/MMT及MMT的增容机理.结果表明,采用SMA做增容剂,体系机械性能下降;MMT可使体系拉伸强度提高,但冲击强度下降;采用SMA/MMT纳米复合材料做为增容剂,可提高共混体系的强度及韧性.TEM、XRD、DSC及SEM研究结果表明,PA6/ABS/(SMA-MMT)体系中MMT主要分布于两相界面处,ABS及PA6分子链可进入MMT层间,形成类似于共聚物结构,起到增容剂的作用,从而降低分散相粒径,增加两相界面作用力,有利于体系力学性能的提高.PA6/ABS/MMT体系中MMT主要分布于连续相PA6中,虽然对分散相粒径影响较小,但增强了PA6相强度,使得体系力学性能提高.     

GMA接枝反应PLA及其对竹纤维/PLA复合材料的增容效应

为改善竹纤维(bamboo fiber, BF)与聚乳酸(polylactic acid, PLA)的界面相容性,以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,采用熔融反应制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸(GMA-g-PLA, GPLA)高分子增容剂,考察了GPLA添加对BF/PLA复合材料结构与性能的影响,并与常用界面改性剂硅烷偶联剂(KH550)和异氰酸酯偶联剂(MDI)进行了比较。结果显示,GPLA添加对BF/PLA复合材料具有良好的界面增容和性能改善作用,其增容效果明显高于KH550和MDI,并在其占复合材料的质量分数为16%时,复合材料力学性能最佳。与未增容复合材料相比,其拉伸、弯曲及缺口冲击强度分别提高了72.1%、118.1%和81.6%,断裂伸长率提高了200.0%,维卡软化点提高28.4%,而浸水24h后吸水率下降31.6%。     

PLA/PBS/DCP反应共混体系的结晶行为研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)物理共混试样及PLA/PBS/过氧化二异丙苯(DCP)反应共混试样,采用示差扫描量热分析(DSC)法研究了物理共混试样结晶行为及反应共混试样的特殊结晶行为.结果发现,PLA与PBS的物理共混并未改善PLA的结晶性,而PLA/PBS/DCP反应共混时生成的交联/支化结构可起到异相成核作用,从而明显改善了反应共混体系的结晶性能,且随着DCP含量的增加,共混体系中两相结晶行为出现交替变化.     

共聚物增容剂对高分子共混物形态与流变行为的影响

共聚物增容剂可以提高不相容高分子共混物两相的相容性,从而强化共混物的宏观机械性能。增容剂通过对共混物界面性质的改善,对共混物的相形态和粘弹性都有很大的影响。目前对增容作用的研究已不再局限于对其增容原理的探索及增容效果的评价,还集中于揭示增容剂对高分子共混物在流场下的形态演变与流变行为的影响。本文从上述方面对近期的研究进展进行了总结,并归纳了增容剂的分子结构、加工条件等因素对流场下增容体系微观结构形成的影响。     

表面截留聚乳酸的壳聚糖纤维的制备及其与聚乳酸的相容性

为了提高壳聚糖纤维和聚乳酸的相容性,采用表面截留法用消旋聚乳酸(PDLLA)对壳聚糖(CS)纤维表面进行修饰。在此基础上,利用模压成型法制备了修饰前后的CS纤维与左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,并对CS纤维和基体PLLA之间的相容性进行了分析。研究结果表明:CS纤维表面成功截留了PDLLA分子,截留法修饰的CS纤维表面形态保持较为完好。与基体PLLA的界面黏结性和相容性得到了提高,修饰后的CS纤维明显提高了复合材料的抗弯性能。     

POE-g-PMAH反应性增容PA1010/PP共混物的性能研究

乙烯-辛烯共聚物-g-聚马来酸酐(POE-g-PMAH)作为反应性增容剂,采用熔体共混的方法制备了PA1010/PP共混物,通过扫描电镜(SEM)、力学性能、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)测试,研究了POE-g-PMAH对PA1010/PP共混物的增容作用.结果表明,POE-g-PMAH的加入可以减小共混物的相区尺寸,当PA1010/PP/POE-g-PMAH=70/30/15时,分散相尺寸小而均匀;FTIR结果表明接枝在POE上的马来酸酐基团和PA1010在熔融共混期间发生了化学反应;DSC研究结果表明共混体系中PA1010和PP的结晶温度和结晶度随POE-g-PMAH的加入而降低,表明POE-g-PMAH的增容作用对PA1010和PP的结晶有抑制作用.力学性能测试结果表明随着POE-g-PMAH的增加,共混物的冲击强度逐渐增加,当POE-g-PMAH含量增加到15%时,干态冲击强度达到21.13 kJ/m2,是不加增容剂的3.1倍,而拉伸和弯曲强度可以保持较高水平.POE-g-PMAH的增容机理在于其支链中的马来酸酐能与PA1010中的胺基(NH2—)发生化学反应,而主链POE与PP有较好的亲和性,从而降低界面张力,减少相区尺寸,大幅度提高力学性能.     

马来酸酐接枝热塑性弹性体在PP/PA6共混物中的作用

研究了马来酸酐接枝热塑性弹性体 (TPEg )作为增容剂对聚丙烯 (PP) 尼龙 6 (PA6 )共混体系的相容性、相态以及物理力学性能的影响 .研究结果表明TPEg的加入大大改善了PP PA6共混体系的相容性 ,且随TPEg含量的增大分散相粒径明显降低 ,共混物的韧性以及延展性大大提高 ,同时拉伸强度及模量仍保持较好的水平 .TPEg增容的PP PA6共混物的非等温结晶行为的研究表明 ,共混物中PP和PA6的结晶行为不同于各自纯的聚合物 ,PA6作为成核剂使PP的结晶温度提高 ;而PA6由于TPEg的加入 ,出现分级结晶现象 ,一级结晶温度略低于纯PA6的结晶温度 ,且随TPEg含量增大结晶受阻 ,二级结晶温度与PP的接近 .由于PP、PA 6以及TPEg之间存在较强的相互作用 ,三元共混物中PP及PA6的玻璃化转变温度分别较其纯聚合物升高 .基于上述结果 ,提出了本共混体系的结构模型     

插层型NBR/膨润土混杂材料及其对PVC增韧作用的研究

研究了胶乳插层法制备的丁腈橡胶 /有机改性膨润土 (NBR/OMB)混杂材料的力学性能和微观结构及其对聚氯乙烯 (PVC)的增韧作用。结果表明 :胶乳插层法制备的NBR/OMB混杂材料具有优异的力学性能 ;TEM和XRD结果表明 ,有部分NBR大分子嵌入到膨润土层间 ,形成较均匀、细致的分散。NBR/OMB混杂材料增韧PVC的效果明显优于NBR ,增韧后拉伸强度和弯曲强度的保持率明显提高     

剪切作用下马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物对PA1010/PP共混物的增容作用比较

采用熔体共混的方法制备了两种增容剂增容的聚酰胺1010/聚丙烯(PA1010/PP)共混物,通过扫描电镜(SEM)、力学性能和差示扫描量热(DSC)测试,对动态保压注射成型(动态)和普通注射成型(静态)中增容剂POE-g-MAH(马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物)和PTW(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)对PA1010/PP共混物的增容作用进行了比较研究.研究结果表明,普通注射成型中,PTW增容体系具有更小的分散相粒子,在DSC测试中出现两个结晶峰,即出现异相成核结晶和均相成核结晶,具有更好的拉伸和冲击性能,增容作用更佳.动态保压注射成型中施加剪切可以提高所有共混物的拉伸强度、拉伸模量和缺口冲击强度,PTW和POE-g-MAH两种增容剂增容体系冲击性能相近,但POE-g-MAH增容体系的分散相相区尺寸减小明显、分布均匀性显著增加,材料冲击强度增加幅度更大,表明剪切更有利于POE-g-MAH增容作用的进行.两种增容剂增容作用的不同源于它们化学组成的不同引起的材料形态差别.     

聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物的制备及其相容性研究

采用氯仿/乙醇共沸溶液浇铸法制备了混合均匀的聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物(PLLA/PAL)体系.研究了PLLA/PAL共混体系的热性能、结晶行为、形态结构和力学性能,评价了PLLA和PAL之间的相容性.结果表明,PAL对PLLA的结晶行为和热性能产生了较大的影响,共混物的结晶度较低,共混体系中部分PAL会进入PLLA球晶的片晶而导致PLLA球晶结构不完善,熔点降低.PAL的含量小于20%的PLLA/PAL共混物的拉伸强度和断裂延伸率均高于纯PLLA.PLLA和PAL分子链相互缠结,产生的氢键使分子链间存在较强的相互作用,具有较好的相容性.     

PP/PP-g-MAH/PA6共混物结构与可纺性研究

运用DSC、SEM、纺丝成形等手段研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐 (PP g MAH)对聚丙烯 聚酰胺 6(PP PA6 )共混物结构和性能的影响 .结果表明 ,共混物呈典型海岛型两相结构 ;增容剂PP g MAH与PA6之间的在位反应改善了PP PA6共混体系的相容性 ,使共混物中PA6的热结晶峰消失 ,PP的结晶生长速率和成核速率降低 ,可纺性提高     

反应性杂化纳米粒子的合成及其对不相容共混物的增容研究

采用八环氧多面体低聚倍半硅氧烷(POSS(epoxy)8)和端羧基聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-COOH)的开环反应,运用Graft-onto的方法合成了一种反应性杂化纳米粒子:四环氧多面体低聚倍半硅氧烷-接枝-四聚甲基丙烯酸甲酯(POSS(epoxy)4-g-PMMA4).通过傅里叶红外光谱仪(FTIR),示差扫描量热仪(DSC),热失重分析仪(TGA),核磁共振波谱仪(1H-NMR)等对反应性杂化纳米粒子的结构进行了表征,结果表明成功合成了POSS(epoxy)4-g-PMMA4.并将上述合成的反应性杂化纳米粒子应用于聚偏氟乙烯/聚乳酸(PVDF/PLLA)不相容体系的增容,运用万能材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其增容原理和效果进行研究,结果表明POSS(epoxy)4-g-PMMA4可以作为PVDF/PLLA不相容体系的反应性增容剂.     

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料, 并研究了其熔融与结晶行为. 结果表明, 聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3 ℃, 而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8 ℃, 不同样品在140 ℃等温结晶后, 改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%~66.7%. 复合材料的熔点提高到184.4 ℃.     

苯乙烯-马来酸酐共聚物增容Nylon-6/ABS共混体系的形态和力学性能

通过熔融共混法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)增容的尼龙6(Nylon-6)/ABS共混物.采用TEM、SEM、FTIR等研究了SMA增容的Nylon-6/ABS共混物的相形态与性能.发现在Nylon-6和ABS的简单共混体系中,分散相易聚集,相界面清晰,断裂面光滑,呈脆性断裂,相容性差.加入少量SMA后,共混物由共连续相结构转变为典型的"海-岛"结构,分散相分布均匀,界面粘接程度增加,表明SMA对Nylon-6/ABS体系有显著的增容效果.     

聚丁二酸丁二醇酯与氯醚弹性体协同增韧改性聚乳酸多元共混体系

以来源于可再生资源聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和氯醚橡胶(ECO)作为聚乳酸(PLA)的增韧改性剂,通过熔融共混的方法制备了PLA/PBS/ECO三元共混体系。动态力学分析和扫描电子显微镜结果表明,ECO促进了PBS和PLA之间的相容性。力学性能测试表明,ECO与PBS可实现对聚乳酸基体的协同增韧: PLA/PBS/ECO(70/20/10)显示出最优的拉伸性能,断裂伸长率高达270%;PLA/PBS/ECO(70/10/20)的冲击强度提高至23.7 kJ/m²,是纯聚乳酸的12倍。结合形态结构和冲击断面形貌分析表明ECO的存在可起到增容/增韧双重作用, 与柔性PBS产生良好的协同效应,有效改善聚乳酸材料的韧性。我们的研究表明,构造PLA-柔性生物聚酯和生物基弹性体多元共混体系是一种获得高性能生物基材料简单高效的手段。