高耐热聚乳酸立体复合材料的制备

以等比例的聚L乳酸(PLLA)和聚D乳酸(PDLA)树脂为原料,先通过低温共混制备聚乳酸全立构粉末,然后将立构粉末与成核剂、玻璃纤维等混合,直接在注塑机中成型,注塑样品经热处理后,得到高耐热性能聚乳酸(PLA)样品,经测试,其维卡软化温度高达165 ℃以上,差示扫描量热分析(DSC)结果表明,处理后的样品富含立构物结晶,立构物结晶熔融焓高达27.6 J/g。 拉伸强度较纯PLA也有大幅提升,达到129 MPa。     

PLLA/PDLA立构复合晶体的结晶、熔融行为

以水为引发剂合成了两种构型不同的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸,运用DSC研究了分子量较低的PLLA/PDLA立构复合聚乳酸晶体的多重熔融行为,观察到随着180℃等温时间的增加,PLLA/PDLA共混物的立构复合晶体的熔点和熔融峰面积呈现震荡性变化行为,进一步的DSC和在线X射线研究结果显示,聚乳酸立构复合晶体多重熔融峰的震荡行为来自于晶体中就近生长的过量异构体链段的调整过程。     

聚乳酸共混物立构复合物的形成及其结构性能研究进展

聚乳酸立构复合物(SC-PLA)由左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)以31螺旋构象并排堆砌而成,由于分子链间的紧密堆积,SC-PLA具有更高的晶体稳定性、熔点(约比PLLA高50℃)以及良好的热、力学、降解等性能。PLLA和PDLA共混是目前制备SC-PLA的一类常用方法,包括溶液共混、熔融共混、微波辐射共混等,SC-PLA在形成过程中会受到PLLA和PDLA的分子量、光学纯度、混合比例等因素影响。本文综述了PLLA和PDLA通过共混形成SC-PLA的条件和机理,以及SC-PLA的微观结构、性能和应用现状。     

聚乳酸立构复合物的研究最新进展与应用展望

立构复合型聚乳酸(SC-PLA)由于聚左旋乳酸(PLLA)与聚右旋乳酸(PDLA)分子链之间强烈的相互作用,可以使熔点提高约50℃,改善了聚乳酸在耐热性上的不足,同时这种立构复合结构使聚乳酸的力学性能、结晶性能、耐水解性等也得到提升.立构复合型聚乳酸的合成新进展主要集中在嵌段型SC-PLA的制备,同时广泛采用X射线衍射...     

立构复合PL(D) LA-TMC无规共聚物的制备、结构与性能

以辛酸亚锡为催化剂,通过开环聚合法制备了聚左旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PLLA-TMC)和聚右旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PDLA-TMC)无规共聚物.利用共聚物中PLLA/PDLA链段形成立构复合体,通过溶液浇注法制备了PLLA-TMC/PDLA-TMC立构复合聚乳酸材料(sc-PLA-TMC).研究结果表明,聚合物链中的柔性TMC单元可以增强L(D)LA链段的运动能力,有助于不同旋光性的LA链段形成立构复合晶体,但也使得L(D)LA链段的规整度和序列长度降低.即随着共聚物链段中柔性TMC单元摩尔含量的增加,sc-PLA-TMC中同质结晶能力降低.当TMC含量≥5%时,仅生成熔点200℃的PLLA/PDLA立构复合结晶,表明sc-PLA-TMC的耐热性有所提高.蛋白酶K降解实验表明,PL(D)LA-TMC共聚物的降解速率不但比PLLA高,而且可通过共聚物中TMC含量进行调控.     

聚(L-丙交酯)/聚(DL-丙交酯)的结晶性能及相溶性

用共溶液沉淀法制备了聚 (L 丙交酯 ) 聚 (DL 丙交酯 )共混物 (PLLA PDLLA) ,然后用成纤模压法压制成3 2mm的棒材 .用差示扫描量热法研究了共混物的结晶性能和相溶性 .结果表明 ,PLLA组分在共溶液沉淀过程中可生成结晶 ,共混物中PDLLA含量直到 30 %时 ,PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度与纯PLLA相同 ,但PDLLA含量为 5 0 %时 ,PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度明显下降 .由于加工成型条件的不一致性 ,共混物棒材中的PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度呈较大的分散性 .共混物从熔体降温 ,在其后的升温DSC扫描中出现分别相应于PDLLA和PLLA的玻璃化转变 ,表明PDLLA与未结晶的PLLA形成的非晶相是不相溶的     

聚苯乙烯嵌段对左旋聚乳酸/聚苯乙烯-b-右旋聚乳酸立构复合晶结晶行为的调控

聚乳酸较差的耐热性和较慢的结晶速率限制了其应用范围的扩展,左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)共混后形成的立构复合晶(SC)能够促进PLA均质晶(HC)的成核并提高其热稳定性,在改性PLA方面有着巨大应用前景.本研究通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)和开环聚合(ROP)法,制备了一系列不同聚苯乙烯(PS)分子量的PS-b-PDLA嵌段共聚物,并将其与PLLA共混,探究了嵌段共聚物及共混物的组成与结晶性能之间的关系.研究结果表明,分子运动性较差的PS嵌段的引入使共混物的结晶更加困难,而低分子量的PS嵌段由于抑制了均质晶(HC)的形成,反而有利于大量立构复合晶(SC)的形成,进而提高了共混物的结晶速率.     

制备聚(L-乳酸-co-乙醇酸）/聚D-乳酸共混物立构复合物的新方法

首次以高分子量的聚(L-乳酸-co-乙醇酸）(PLLGA）和D-聚乳酸（PDLA)［m(PLLGA) : m(PDLA)=3:1, c 50 mL·g^-1］为原料,氯仿为溶剂,等体积的甲醇为沉淀剂,于50 ℃蒸发4 h形成了PLLGA和PDLA的立构复合物（sc-PLA）,其结构和性能经XRD, DSC和TGA表征。结果表明：sc-PLA的结晶度达96.2%,热失重5%温度为342 ℃（PLLGA为304 ℃）。     

含柔性链段聚右旋乳酸嵌段共聚物对聚左旋乳酸拉伸行为的影响

采用聚右旋乳酸(PDLA)与聚乙二醇(PEG)的三嵌段共聚物(PDLA-b-PEG-b-PDLA)对聚左旋乳酸(PLLA)进行改性,系统研究熔融共混法制备的PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA共混物的热性能和不同温度下的拉伸行为,并通过原位X射线散射(WAXS)技术探索不同含量的PDLA-b-PEG-b-PDLA对PLLA在拉伸过程中结晶行为的影响.结果表明,加入PDLA-b-PEG-b-PDLA对PLLA的热稳定性影响较小;PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA共混物中由于立构晶的存在,能有效提高PLLA的α晶的结晶速率;室温(30°C)拉伸时,样品均呈现脆性断裂;拉伸温度提高至50°C,纯PLLA和PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA(95/5)的共混物仍然呈现脆性断裂,但是随着PDLA-b-PEG-b-PDLA含量的增加,PLLA发生屈服,断裂伸长率由纯PLLA的10%左右提高至200%以上;80°C拉伸时,PDLA-b-PEG-b-PDLA的加入显著提高了PLLA在拉伸过程中的结晶速率,出现α晶的应变从纯PLLA的400%降低至50%以下,立构晶含量在拉伸过程中基本保持不变.上述结果显示含柔性链段的PDLA的嵌段共聚物可有效提高PLLA的结晶速率和延展性,拓宽PLLA的应用范围.     

基于聚乙二醇结构调控高分子量聚乳酸立构复合体系的结晶行为

设计合成了梳形聚(聚乙二醇甲醚丙烯酸酯)(PPEGA)及其与聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物(PEG-b-PPEGA).通过与高分子量左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)共混探究了PEG不同的结构对PLA立构复合体系(sc-PLA)结晶的影响.结果 表明线形PEGA和PEG能与sc-PLA完全相容,两者均能促进...     

一种基于立构复合及自组装方法构筑的耐受性疏水表面

利用丙交酯开环聚合法制备了聚(D-乳酸)-聚二甲基硅氧烷-聚(D-乳酸)(PDLA-b-PDMS-b-PDLA)三嵌段聚合物,将其溶液涂覆至充斥着非溶剂蒸汽的聚(L-乳酸)(PLLA)表面,PDLA-b-PDMS-b-PDLA在缓慢沉积的过程中与PLLA发生立构复合及自组装,得到由立构复合的亚微米颗粒组装体形成的聚乳酸表面疏水层。 研究了聚合物溶液的质量浓度、组装温度以及溶剂对聚乳酸表面的微观形貌和疏水性能产生的影响。 结果表明,随着PDLA-b-PDMS-b-PDLA聚合物溶液质量浓度的增加,可以实现聚乳酸表面Wenzel-Cassie-Wenzel的疏水行为转变;在0 ℃下,可得到最大疏水角151°的疏水层;选择对聚合物溶解性、挥发速度不同的溶剂,得到的表面微观形貌和疏水性也不同。 由于聚乳酸制品表面的PLLA链段与亚微米颗粒中的PDLA链段也能够立构复合,因此该表面疏水层对刀刮、胶带剥离和手指擦拭测试均表现出良好的耐受性。     

四臂聚乳酸/线性聚乳酸共混物的结晶行为及机理研究

为了探究四臂聚乳酸对线性聚乳酸结晶行为的影响,将四臂聚乳酸与线性聚乳酸的共混物在示差扫描量热仪(DSC)和偏振光显微镜(PLM)热台中加热到熔点附近的不同温度下恒温后分别进行了降温—升温程序,考察了四臂聚乳酸对线性聚乳酸的结晶行为的影响.结果表明,随着四臂聚乳酸含量增加,四臂聚乳酸在共混物形成的晶体中的比例增大且四臂聚乳酸有促进共混物晶体完善的作用,导致了熔融过程中熔点的上升.进一步研究证明,在共混物中完全熔融的四臂聚乳酸的支化结构能够促进结晶成核点的形成,从而促进四臂聚乳酸/线性聚乳酸共混物的结晶;而部分熔融的四臂聚乳酸能大幅促进共混物的结晶能力,这是未完全熔融的晶体的成核作用所导致的.     

溶剂诱导的聚乳酸/聚乳酸衍生物共结晶行为

通过溶液浇铸法制备不同组分的左旋聚乳酸(PLLA)和聚(L-2-羟基-3-甲基丁酸)(PL-2H3MB)共混物。运用差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射(WAXD)和热重分析仪(TGA)分析共混物的结晶、熔融行为和热稳定性。通过观察到DSC加热曲线中新的熔融峰判断PLLA和PL-2H3MB共晶的形成,共晶显著提高PLLA起始结晶温度和WAXD曲线中特征衍射峰的变化,证实了溶液浇铸共混物中的共结晶现象。同时,共混物中PL-2H3MB和PLLA还表现出优于单组分PLLA和PL-2H3MB的热稳定性。PLLA和PL-2H3MB的共结晶行为可能为调控PLLA的热稳定性、力学性能以及降解性能提供了一种新的潜在方法。     

聚L-乳酸/4,4'-二羟基二苯硫醚共混物的分子间相互作用及结晶和熔融行为

利用红外吸收光谱(FTIR)研究了聚乳酸(PLLA)/4,4'-二羟基二苯硫醚(TDP)熔融共混物的分子间相互作用,结果表明,PLLA的羰基与TDP的羟基之间形成了分子间氢键.通过差示扫描量热(DSC)研究了共混物的玻璃化转变行为及非等温结晶和熔融行为.结果表明,样品的玻璃化转变温度(Tg)随TDP含量的增加呈线性下降.共混物的熔融结晶温度(Tc)、结晶焓(ΔHc)、熔融温度(Tm)及熔融焓(ΔHm)均随TDP含量的增加呈下降趋势,而冷结晶温度的变化趋势则相反.当TDP达到40%(质量分数)时,共混物的DSC曲线既未出现结晶峰,也未出现熔融峰,表明该样品已完全成为非晶态物质.广角X射线衍射(WAXD)分析结果表明,TDP的加入未改变PLLA的晶型,但导致其晶面间距变大,晶体结构变得松散.因此共混物熔点的下降归因于分子间氢键的形成降低了PLLA分子链的运动能力及晶体的紧密程度而非晶型的改变.     

取向对聚左旋乳酸/聚右旋乳酸复合物纤维结晶性能的影响

通过熔融纺丝的方法制备了PLLA/PDLA复合物初生纤维,在60℃拉伸获得高取向的牵伸纤维.采用X-ray散射为主要表征手段,结合差示扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,系统研究了不同初始结构的PLLA/PDLA复合物纤维在不同温度下的结晶行为,重点阐明了取向对PLA复合物纤维结晶结构的影响.结果表明,取向促进复合物纤维中立构晶的形成;将纤维升温至200℃停留3 min后,再进行降温,降温过程中,高度取向的牵伸纤维只有立构晶形成,而初生纤维则在150℃左右出现α晶,表明纤维中取向的立构晶会抑制α晶的形成.综合实验结果发现,通过低温牵伸初生纤维,然后高温(α晶熔点以上)退火,可制备出高取向且具有高立构晶含量的PLLA/PDLA复合物纤维.     

聚左旋乳酸/聚氧化乙烯共混物的拉伸行为及结构转变

采用熔融共混方法制备了聚左旋乳酸(PLLA)和超高分子量聚氧化乙烯(PEO)共混物, 通过差示扫描量热(DSC)、 扫描电子显微镜(SEM)和二维广角X射线散射(2D-WAXS)等方法系统研究了PEO的加入对不同温度下PLLA拉伸行为及拉伸过程中微观结构变化的影响. 结果表明, PLLA/PEO共混物为非均相体系, PEO粒子均匀分布在PLLA中形成两相结构. PEO的加入能够显著降低PLLA的玻璃化转变温度(T_g), 在25～60 ℃范围内显著提高PLLA的拉伸性能. 在60 ℃拉伸时, PEO的加入提高了PLLA在拉伸过程中的结晶和形变能力. 在80 ℃拉伸时, 共混物的拉伸断裂伸长率下降, 但共混物的结晶速度仍高于纯PLLA样品.     

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.     

聚乳酸立体复合物的结构与性能研究进展及展望北大核心CSCD

聚乳酸(PLA)类材料以其独特的生物相容性和生物可降解性备受关注。将其两种旋光对映体,即PLLA与PDLA共混,会产生一种具有更高熔点的立体复合物(sc-PLA),并能提高聚合物的结晶度、结晶速率以及耐热性,对于PLA类材料的开发和应用具有重要意义。本文从结晶机理、球晶形态、热稳定性和降解性能等方面综述了近年来有关sc-PLA结构与性能的研究进展,并对sc-PLA研究方向提出了作者的观点。     

聚乳酸立体复合物的结构与性能研究进展及展望

聚乳酸(PLA)类材料以其独特的生物相容性和生物可降解性备受关注。将其两种旋光对映体,即PLLA与PDLA共混,会产生一种具有更高熔点的立体复合物(sc-PLA),并能提高聚合物的结晶度、结晶速率以及耐热性,对于PLA类材料的开发和应用具有重要意义。本文从结晶机理、球晶形态、热稳定性和降解性能等方面综述了近年来有关sc-PLA结构与性能的研究进展,并对sc-PLA研究方向提出了作者的观点。     

立构复合化聚乳酸纳纤膜的制备及高效滤除PM2.5性能

聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)溶液共混,并通过静电纺丝过程的高压静电场诱导C=O基团加速取向极化,形成高电活性的立构复合晶体(SCs),显著提高聚乳酸纳纤膜的表面电位、介电常数及驻极效果等电活性特征,增大纤维表面静电斥力,促进PLA纳纤膜(PLA NFMs)的纤维细化,从而使其压降大幅降低(85 L/min, 209.2 Pa),过滤PM_2.5效率显著提高至96.32%(纯PLLA对比样为72.44%).更重要的是,立构复合化PLA纳纤膜(SC-PLA NFMs)的过滤性能受气体流量变化影响较小(10～85 L/min),当气流增大时,过滤效率的衰减远远低于纯PLLA,在高气流下的稳定性使其能更好地满足在空气过滤领域的实际应用需求.此外,提高PLA纳纤膜电活性可显著增强摩擦生电输出性能和呼吸振动激发电信号,为基于人体呼吸的生理特征监测奠定理论基础....