PLA,PPC和PHBV共混物的热性能、力学性能和生物降解性能研究

将聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PPC)及β-羟基丁酸酯与β-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)以溶液浇注法制备了各种不同比例的共混膜(60/20/20,40/20/40,40/40/20,20/60/20,20/40/40,20/20/60)。采用示差扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)研究了共混物的热性能,采用万能材料试验机研究了共混物的力学性能,通过土壤悬浊拟环境降解实验和扫描电子显微镜(SEM)研究了共混材料的环境生物降解性能。结果显示,该三元共混体系是部分相容的体系,PLA增加了材料的强度,PPC增加了材料的断裂伸长,PHBV则提高了材料的环境生物降解速率,三者优势互补,是一种有应用前景的生物降解共混体系。     

β-羟基丁酸与β-羟基戊酸共聚物 (PHBV)/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

用溶液复合法成功地制备了插层型PHBV／蒙脱土纳米复合材料。采用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）研究了复合材料的结构，硅酸盐片层间距从1.8nm升至2.4nm左右。同时研究了复合材料的结晶，熔融，动态力学行为和力学性能，发现有机蒙脱土的加入，可以加快PHBV的结晶,降低熔融温度，使基体的玻璃化转变温度升高，提高了材料的力学性能，有机蒙脱土含量在3％时，其综合性能最佳。     

β-羟基丁酸与β-羟基戊酸共聚物 (PHBV)/蒙脱土纳米复合材料的等温结晶动力学

用差热量热分析（DSC）方法研究了β－羟基丁酸与β－羟基戊酸共聚物（PHBV）／蒙脱土纳米复合材料的等温结晶行为。结果表明，PHBV的Avrami方程指数n、成核机理、结晶生长方式基本不受蒙脱土的影响，加入少量的蒙脱土可明显降低PHBV结晶成核自由能，使其结晶速率增大。     

微生物合成的β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸酯共聚物/聚乳酸共混材料(PHBHHx/PLA)的力学性能与生物降解性研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸/微生物产β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸共聚物的共混物(PLA/PHBHHx)。采用拉伸力学试验研究了共混物的力学性能。通过土壤悬浊培养降解法和扫描电子显微镜(SEM)分析对共混材料的生物降解性能进行了研究。实验结果表明,随着PHBHHx含量的增加,共混物的拉伸强度和杨氏模量降低,而生物降解速率却显著提高。但是,在175h之前,重量组成比为20/80的共混物降解速率比纯PHBHHx还要快。综合分析表明,共混材料PLA/PHBHHx的重量比为20/80时,具有优良的力学性能和生物降解性。     

PPDO/OMMT纳米复合材料在微生物环境下的降解行为

采用微生物水性培养液降解实验法对聚对二氧环己酮/有机蒙脱土(PPDO/OMMT)纳米复合材料的生物降解性能进行了研究.通过质量、特性黏数、pH、热分析和电子扫描显微镜(SEM)研究了试样的降解过程.结果表明,在本实验条件下,PPDO/OMMT纳米复合材料降解性随着OMMT含量的增加而增加.降解90天,在微生物水性培养液...     

微生物合成的β-羟基丁酸酯与β-羟基已酸酯共聚物/聚乳酸共混材料(PHBHHx/PLA)的力学性能与生物降解性研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸/微生物产β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸共聚物的共混物(PLA/PHBHHx).采用拉伸力学试验研究了共混物的力学性能.通过土壤悬浊培养降解法和扫描电子显微镜(SEM)分析对共混材料的生物降解性能进行了研究.实验结果表明,随着PHBHHx含量的增加,共混物的拉伸强度和杨氏模量降低,而生物降解速率却显著提高.但是,在175h之前,重量组成比为20/80的共混物降解速率比纯PHBHHx还要快.综合分析表明,共混材料PLA/PHBHHx的重量比为20/80时,具有优良的力学性能和生物降解性.     

纳米材料对PHBV增韧改性的研究进展

聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(PHBV)是一种拥有生物可降解性、生物相容性、压电性、光学活性等诸多优良特性的热塑性树脂,具有广阔的应用前景。但是PHBV脆性大,韧性差,导致其应用受到限制。本文综述了近年来国内外纳米材料增韧改性PHBV的进展。当纳米材料添加到PHBV时,可以起到异相成核剂的作用,改善结晶性能,从而降低PHBV的脆性。在众多的纳米材料中,纳米纤维素质量轻、强度高、模量大并可生物降解,有希望在不影响PHBV自身降解性的基础上提高其韧性。文章最后概括了目前纳米纤维素增韧PHBV存在的几点问题,同时对用纳米纤维素增韧PHBV的发展前景提出展望。     

PHBV纳米纤维的静电纺丝及在生物医用领域的研究进展

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率、生物相容性、生物降解性等优点,可用作生物医用材料。本文综述了基于静电纺丝法制备的PHBV纳米纤维及其在生物医用领域的研究进展,讨论了PHBV纺丝溶液的溶剂、浓度、外加盐类以及聚合物等对PHBV纳米纤维形貌、结构及性能的影响规律,结合目前PHBV纳米纤维在组织工程和药物运输载体的研究现状,重点概述了其亲水改性、力学性能改善、功能化改性的研究进展。最后,对静电纺丝法制备PHBV纳米纤维存在的一些问题进行分析,并对其未来发展趋势和前景进行展望。     

生物降解高分子/笼型倍半硅氧烷纳米复合材料的制备、结晶行为与性能研究进展

由于相对较高的价格、较慢的结晶速率、较弱的力学性能、较差的热稳定性、较窄的加工窗口和较慢的生物降解速率等自身的弱点,生物降解高分子材料并未如通用高分子材料一样得到广泛应用,制备以生物降解高分子为基体的纳米复合材料是有效的改性方法之一。本文结合作者近年来在生物降解高分子改性领域中的工作,对以笼型倍半硅氧烷(POSS)作为纳米填料改性左旋聚乳酸(PLLA)和聚ε-己内酯(PCL)的研究进行简单综述,POSS可有效提高PLLA和PCL基体的结晶速率和力学性能,并促进了聚合物基体的水解过程。     

本质阻燃聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合物的制备及性能

通过原位聚合法制备了本质阻燃聚苯乙烯[P(St-co-AEPPA)]/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合物[P(St-co-AEPPA)/OMMT], 并用普通聚苯乙烯/有机改性蒙脱土(PS/OMMT)复合物作为对比实验, 研究了含磷、氮单体丙烯酸羟乙基-苯氧基-二乙基磷酰胺(AEPPA)和OMMT等添加物对本质阻燃聚苯乙烯性能的影响.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的结构与形貌, 并对OMMT在基体中的分散机理进行了讨论.用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)和微型量热仪(MCC)研究了材料的热性能和燃烧性能.结果表明, AEPPA和OMMT能够显著提高基体的热稳定性和阻燃性.     

PHB与PHBV的β晶结构及其与力学和降解性能关系的研究进展

聚(3-羟基丁酸酯)(poly(3-hydroxybutyrate),PHB)和聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate),PHBV)的结晶速率慢,二次结晶现象严重导致其在室温存放过程中性能劣化。通过拉伸诱导形成β晶可以有效抑制二次结晶现象,使机械性能提高并在室温下稳定。本文综述了PHB与PHBV的β晶结构及形成与转化机制的研究现状。重点概述了β晶结构对力学性能的影响及其增韧机制的研究进展,简要概述了β晶结构与降解性能之间的关系,最后对β晶结构研究现状中存在的空白进行了分析。     

PP/EVA/OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的动态燃烧行为

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/EVA/OMMT/氢氧化铝(ATH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加5%(质量分数)OMMT可以提高PP/EVA复合材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协同作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

HPMA/OMMT和HPMA/CPMI/OMMT纳米复合材料的制备与表征

通过甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)单体与N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺(CPMI)单体在有机蒙脱土(OMMT)中经原位插层自由基聚合反应制备了聚合物-无机纳米复合材料.OMMT由钠基蒙脱土通过十六烷基溴化铵插层处理制备.通过XRD和TEM对复合材料结构进行了表征,证实HPMA单体和HPMA/CPMI共单体在OMMT中原位插层共聚得到的复合材料均为剥离型纳米复合材料.OMMT含量为3 wt%的PolyHPMA/OMMT纳米复合材料起始分解温度为250℃,比相应的纯聚合物的热分解温度提高30℃.随着OMMT含量的增加,热分解温度进一步提高.但在测试温度范围内,PolyHPMA/OMMT纳米复合材料均没有出现明显的玻璃化转变温度.     

PHBV-GMA与PHBV-GMA/PPC共混物中接枝物的热性能与形态结构

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体对聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)接枝改性,得到的产物PHBV-GMA与封端后的聚碳酸亚丙酯(PPC)反应性共混。索氏抽提器提取PHBV-GMA和PHBV-GMA/PPC共混物,分别得到两种接枝产物PHBV-g-GMA和PHBV-g-PPC,用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)以及原子力显微镜(AFM)研究其热性能和形态结构。结果发现,GMA接枝后,对PHBV结晶有成核效应。PPC接枝PHBV后,接枝物PHBV-g-PPC结晶度降低,球晶尺寸减小,PHBV和PPC两种大分子间的相分离程度降低,相容性明显提高。     

生物可降解高聚物P3HB4HB热性能、结晶性能和力学性能研究

P3HB4HB是3β-羟基丁酸酯(3HB)和4β-羟基丁酸酯(4HB)的共聚物。由微生物合成的P3HB4HB具有良好的生物相容性和生物降解性。本研究通过示差扫描热分析(DSC)研究了P3HB4HB的热性能;通过广角X-射线衍射(WAXD)分析了材料的结晶度;通过拉伸力学试验研究了材料的力学性能。结果表明,4HB含量越高,玻璃化转变温度越低,结晶温度越高,结晶度越低;P3HB4HB是一类力学性能接近于PCL或PLGA的生物高分子,通过调节4HB的含量,可以制备出具有不同力学性能的生物材料。     

异相成核和拉伸诱导对生物基PHBV复合纤维结晶结构与力学性能的影响

采用熔融纺丝法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/二硫化钨(WS_2)复合纤维.利用示差扫描量热仪(DSC)、热台偏光显微镜、二维广角射线衍射仪(2D-WXRD)、纤维强力仪研究了WS_2异相成核作用和牵伸诱导作用对纤维的结晶结构和力学性能的影响.研究表明,WS_2显著提高了PHBV的结晶温度,当使用2 wt%WS_2时,复合材料的结晶温度提高到115~130oC,比纯PHBV(99~105oC)提高了约25oC.WS_2不仅没有影响PHBV球晶的径向生长速率,且明显提高了PHBV/WS_2复合材料的晶核密度,熔体成核活性Φ由1.0降低为0.49.随着牵伸倍率和WS_2用量的增加,纤维的拉伸强度呈现出先增加后减小的趋势.当添加1 wt%WS_2并采用单向牵伸3.8倍时,纤维中的晶体取向产生了β晶结构,使复合纤维的拉伸强度由纯PHBV的37 MPa提高至155 MPa,断裂伸长率由2.4%增加至45%.     

聚碳酸1,2-丙二酯/蒙脱土复合材料的制备与性能

利用阳离子交换法,以十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)改性钠基蒙脱土制备了有机改性蒙脱土(OMMT),OMMT的层间距达到了2nm,比普通的钠基蒙脱土增加了0.74nm.采用熔融插层法制备了插层-絮凝型PPC/OMMT复合材料,当复合材料中OMMT含量为5wt%时,复合材料的杨氏模量较纯PPC树脂大幅度提高了61.8%,同时玻璃化温度(Tg)提高了2.4℃,热分解温度提高了32.3℃.因此,OMMT对大幅度提高PPC的杨氏模量具有很大的潜力.     

聚(β-羟基丁酸酯)和β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯共聚物与可生物降解高分子共混改性研究进展

总结了近年来聚(β-羟基丁酸酯)、β-羟基丁酸酶—β-羟基戊酸酯共聚物与可生物降解高分子共混物的相容性、结晶性、热性能、加工性能、力学性能和生物降解性能。通过共混。聚(β-羟基丁酸酯)与—β-羟基丁酸酶卢羟基戊酸酯共聚物的性能得到显著改善。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)中β晶的形成与转变

本文通过同步辐射原位二维广角X射线(2D-WAXD)和原位红外光谱(FTIR)等手段，对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)预取向膜二次拉伸过程及随后升温过程中的结构演化机制进行了系统研究。研究结果表明，二次拉伸过程中β晶的相对含量、取向程度和晶粒尺寸会随应变而升高；同时，体系的总α晶的取向度和晶粒尺寸变小，结晶度下降。这说明拉伸过程中，α晶会被破坏并转变为β晶。经过二次拉伸的PHBV膜，在升温过程中，α晶的取向、晶粒尺寸及总体结晶度会升高，而β晶的相对含量逐步下降到零。这说明在较高的温度下，β晶的分子链会重新排列，主要转变成了取向度高的α晶。β晶表现出从65℃到135℃的持续熔融转变。本研究初步阐释了PHBV薄膜中的β晶在拉伸和升温过程中的演化机制，为生物基聚酯薄膜的加工和性能调控提供了理论依据。     

熔融法制备EVA/OMMT纳米复合材料及其热性能和动态力学性能

熔融法制备EVA/OMMT纳米复合材料及其热性能和动态力学性能;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;蒙脱土;动态储能模量