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.     

纳米SiO_2/聚丙烯复合材料的反应性增容

利用反应性增容技术制备了纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料.首先探讨了将甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸丁酯共聚物接枝到纳米二氧化硅粒子表面进行改性的各种影响因素,然后将接枝改性纳米二氧化硅与聚丙烯以及作为反应性增容剂的氨基化聚丙烯共混.结果表明,改性粒子上的环氧基与氨基化聚丙烯上的氨基之间的化学反应大大增强了复合材料的界面作用,从而在粒子含量很低时明显提高了聚丙烯的拉伸强度、模量和冲击强度.     

超支化聚乙烯亚胺接枝二氧化硅的制备及在聚丙烯改性中的应用

首先利用3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(简称GPS)作为偶联剂,对纳米SiO2进行表面改性,获得表面含有环氧基的SiO2纳米粒子(SiO2-GPS).利用这些环氧基与超支化聚乙烯亚胺(HPEI)分子中的氨基进行反应,得到SiO2接枝超支化聚乙烯亚胺的纳米粒子(SiO2-GPS-g-HPEI).然后利用SiO2-GPS-g-HPEI与聚丙烯(PP)和PP接枝的马来酸酐(PP-g-MAH)共混、模压,制备PP/SiO2-GPS-g-HPEI/PP-g-MAH复合材料.红外光谱测试和热失重分析(TGA)测试结果表明,SiO2纳米粒子表面依次接枝了GPS和HPEI;扫描电子显微镜(SEM)的测试结果显示,SiO2-GPS-g-HPEI在聚丙烯基体中分散良好,其材料的冲击断裂为韧性断裂;复合材料共混时,扭矩的增加证明了共混物中分散相(SiO2-GPS-g-HPEI)与基体(PP/PP-g-MAH)界面之间存在一定的相互作用.少量SiO2-GPS-g-HPEI加入PP/PP-g-MAH中,冲击强度可增加96.3%,拉伸强度也有较大的提高.     

反应性复合乳液的合成、表征及其交联反应

利用种子半连续乳液聚合方法合成了核层或壳层带有环氧基以及壳层带有羧基的3种不同核/壳结构的乳胶粒子,通过物理共混带环氧基和羧基的乳胶粒子,得到了两种反应性复合乳液.利用透射电镜和激光动态光散射对乳胶粒子进行了表征,其粒径分布较窄,粒径分布的多分散系数为0.062,平均粒径约76 nm,乳胶粒子具有明显的核/壳结构.通过胶膜的凝胶率和膨胀率的测定和红外光谱分析对反应性复合乳液中乳胶粒子的扩散及交联反应进行了研究,并探讨了不同核壳结构复合乳液对涂膜机械性能的影响.研究表明,当反应性复合乳液中的环氧基和羧基分别分布在乳胶粒子的核层和壳层时,有利于聚合物分子链的充分扩散和化学交联反应的进行,从而提高涂膜的物理化学性能,当甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为10 wt%时,涂膜的拉伸强度达20.3 MPa.     

环氧化天然橡胶二次改性的研究进展

环氧化天然橡胶(ENR)分子链中存在易开环的反应性环氧基团,环氧基团的开环反应为ENR进行进一步的改性提供了极大的方便。ENR选择性氢化双键可以提高其抗热氧稳定性;ENR与胺类化合物和含磷化合物的反应,可以将防老剂和阻燃剂负载到ENR分子链上,从而达到在分子尺寸的分散;可以利用环氧基团的选择性氧化裂解制备NR基嵌段共聚物的前驱体遥爪型NR;通过环氧基团可以进行接枝改性其它聚合物;此外,分子链中的环氧基团使ENR与无机填料和其它极性聚合物共混相容性提高。     

接枝聚乳酸/塑化淀粉共混物的制备与性能研究

为提高聚乳酸(PLA)/淀粉共混物界面作用和降低成本,引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚乳酸和塑化淀粉(TPS),通过挤出和注射成型制备接枝聚乳酸/塑化淀粉共混物(PLA-g-GMA/TPS)。红外光谱分析证实,GMA成功接枝到PLA分子链上。对共混物的力学性能、热机械性能、微观形貌、热性能及亲水性等进行了系统研究,结果表明,选择GMA用量为6%(接枝率为1.51%)和TPS用量为10%时的拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量最佳,分别为42.6MPa、8.9%及260MPa。FE-SEM观察结果表明,低含量TPS中颗粒被基体包覆或嵌入,界面平整,界面结合力强。DMA和DSC结果显示,不同质量配比的PLA-g-6%GMA/TPS共混物的Tg、储存模量、结晶度、结晶温度及熔融温度仅在小范围内发生变化。吸水率和接触角结果表明,低含量TPS的共混物吸水率和接触角变化幅度均小于高含量TPS体系。     

钛酸四丁酯增韧改性聚乳酸/淀粉共混材料

制备了钛酸四丁酯[Ti(OBu)4]增韧改性的聚乳酸(PLA)/淀粉共混材料,测试了材料的加工流变性能、力学性能、共混形态、结晶性能及疏水性能和降解性能。结果表明:当mTi(OBu)4∶mPLA=0.20时,共混材料的冲击强度提高了40.9%,而弯曲强度下降了59.2%;FT-IR和SEM显示钛酸四丁酯的化学架桥作用增加了共混材料中聚乳酸与淀粉的相容,其吸水率随钛酸四丁酯含量的增加而减少,掩埋150 d后质量下降5%~8%。     

改性淀粉/PVA生物降解材料性能的研究

以BPO为引发剂、正庚烷为溶剂在66℃下制得马来酸酐接枝淀粉。将其与聚乙烯醇(PVA)、增塑剂及加工助剂等于HAAKE密炼机中共混,制备了可生物降解热塑性淀粉塑料。研究了接枝改性淀：粉／PVA共混物的力学性能、生物降解性能及热性能等,并用SEM研究了共混物的微观形态。结果表明接枝改性淀粉／PVA共混物拉伸强度为27．57Mpa,60d失重率达65．1％。     

滑动接枝聚合物对聚乳酸的增韧改性

通过熔融共混的方法,在聚乳酸(PLA)中加入不同质量分数的滑动接枝聚合物(SGC),对其进行增韧改性。使用扫描电子显微镜(SEM)用来表征PLA和SGC共混物的相结构,冲击断裂样条断面SEM考察聚合物的增韧机理,差示扫描量热分析(DSC)和广角X-射线衍射(XRD)用来考察PLA以及PLA/SGC共混物的热性能和结晶性能。结果表明:PLA和SGC粒子呈现典型的"海-岛"结构,SGC粒子尺寸为0.8μm~4.1μm。含20%(wt)SGC的PLA/SGC共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度较纯PLA分别提高了6倍和2倍,说明SGC能够有效地对PLA进行增韧改性。体外细胞毒性测试表明,PLA/SGC共混物的细胞毒性等级为1级,为无毒材料,因此可应用在生物医学领域。     

二元乙丙橡胶的环氧官能化及其增韧尼龙6的研究

在双螺杆挤出机中制备了环氧官能化的二元乙丙橡胶(gEPR) ,采用红外光谱工作曲线法测量了EPR的接枝率.将环氧官能化的EPR与尼龙6 (Nylon- 6 )熔融共混,并对共混体系的相形态、断裂形貌、增韧机理、力学性能进行了研究.结果表明,gEPR的环氧官能团与Nylon- 6的端羧基和(或)端氨基发生了化学反应生成Nylon -6 co EPR共聚物,该共聚物作为界面改性剂降低了Nylon -6与EPR之间的界面张力,使EPR在Nylon -6基体中均匀、稳定地分散,而且随着EPR接枝率的增加,EPR的粒径尺寸逐渐减小.断面形貌观察发现,与Nylon -6 EPR体系相比,Nyon -6 gEPR共混体系呈现明显的韧性断裂特征.通过对Nylon -6 gEPR共混体系缺口冲击形变区的研究得出EPR增韧Nylon -6的机理是橡胶粒子的空洞化和塑料基体的剪切屈服.力学性能测试表明gEPR的引入显著提高了Nylon -6的缺口冲击强度.     

F-C烷基化反应原位增容PS/POE共混物中降解的抑制和增容效果的优化

在聚苯乙烯(PS)/聚烯烃弹性体(POE)/AlCl3共混物中引入苯乙烯(St)单体,增加了共混体系中的不饱和结构,AlCl3催化剂与St反应生成大量的初始碳正离子,这些初始碳正离子进攻POE链生成更多的大碳正离子,进而形成更多的PS-graft-POE共聚物,提高了接枝效率.进而,采用"两次挤出"技术,即先原位增容制成接枝母料,然后接枝母料再与PS和POE二次挤出,可以在一定程度上缓解组份的降解,使共混物的力学性能得到进一步的改善.     

长链超支化聚酯改性纳米SiO_2及其在丁苯橡胶中的应用

利用二乙醇胺和丙烯酸甲酯合成的N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯作为AB2型单体,以纳米SiO_2为核,通过其表面羟基与单体的反应,制得SiO_2接枝超支化聚酯的纳米粒子(SiO_2-HBP);再利用超支化端羟基与α-己内酯进行开环反应,合成了含柔性长链的二氧化硅-长链超支化聚酯杂化物(SiO_2-HBP-L);然后将杂化物与丁苯橡胶共混,制备了SiO_2-HBP-L/SBR纳米复合材料.FTIR、XPS和TGA测试证实改性后纳米SiO_2表面接枝了含长链超支化聚酯.SEM测试结果表明,相对于未改性的纳米SiO_2,SiO_2-HBP-L在乙醇和橡胶基体中分散性较好,且改性后纳米SiO_2与复合材料的相容性明显提高.硫化性能测试表明,SiO_2-HBP-L能大大缩短胶料的正硫化时间,增大总交联密度;同时SiO_2-HBP-L/SBR纳米复合材料的力学性能和耐磨性能有较大的提高,很好地实现了补强.     

氯化镁/氯化1-丁基-3-甲基咪唑改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能

用氯化镁/氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)复合增塑剂改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料,采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)及力学性能测试等方法研究了氯化镁/[BMIM]Cl改性淀粉/PBS共混材料的结构和性能.结果表明,氯化镁能与淀粉及PBS形成较强的相互作用,从而破坏淀粉及PBS原有的氢键,导致淀粉/PBS共混体系结构和性能的改变.与[BMIM]Cl改性体系相比,氯化镁/[BMIM]Cl改性体系能进一步增强淀粉与PBS的界面结合力,提高共混体系的相容性;使淀粉/PBS的熔融焓、结晶度及结晶温度降低,冷结晶温度升高;提高共混体系的力学强度和断裂伸长率,抑制[BMIM]Cl因高效增塑产生的强度降低作用.采用氯化镁/[BMIM]Cl改性淀粉/PBS可制备出具有良好力学性能的淀粉/PBS共混材料.     

EAA-g-MPEG的合成及其对HDPE的亲水改性

以乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物及聚乙二醇单甲醚(MPEG)为主要原料,通过酯化反应制备了一系列接枝共聚物EAA-g-MPEG,并将其与高密度聚乙烯(HDPE)共混制得改性薄膜。研究了反应条件对接枝反应的影响,通过FT-IR、TG、DSC等方法研究了接枝产物的结构及其热性能。结果表明,随着侧链MPEG分子量的提高,产物接枝率逐渐下降;随接枝率的提高及侧链长度的增长,产物热稳定性下降;随接枝率的提高,产物的结晶熔融峰向高温方向移动,结晶性变好;EAA-g-MPEG可有效改善HDPE的表面亲水性能,当其质量分数为10%时,可使改性HDPE薄膜的水接触角由105°降至59°。     

化学接枝改进ZnO-有机硅纳米复合材料的光学性能

采用N-(三甲氧基硅丙基)-4-叠氮-2,3,5,6-四氟苯甲酰胺(PFPA-silane)改性纳米氧化锌,并将PFPA-silane接枝在有机硅聚合物链上.接枝反应改变了纳米复合物的折光指数,并使ZnO纳米粒子与有机硅基体的折光指数更加匹配.这减少了纳米氧化锌粒子对光的散射作用,增加了纳米ZnO-有机硅纳米复合物的透明性.所制备的复合物通过接枝改性后透光率最多可提高50%.研究结果表明无机物和聚合物的折光指数的匹配程度可以通过偶联剂与聚合物基体的反应来进行调控.     

PA6/HIPS/PP-g-(GMA-co-St)反应共混体系的研究

通过扫描电镜、热分析、熔体流动速率、熔融扭矩和力学性能等测试方法研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)多单体熔融接枝聚丙烯[PP-g-(GMA-co-St)]对PA6/HIPS共混物的熔融流变性能、结晶行为、相形态和力学性能的影响.结果表明,在熔融共混过程中,PP-g-(GMA-co-St)中的环氧基与PA6的端氨基原位生成的接枝共聚物有效地降低了共混物的界面张力,提高了共混物的界面粘着力,使共聚物的流动速率降低,熔融扭矩提高;PA6分子链的规整性降低,结晶完善性变差.在PP-g-(GMA-co-St)的质量分数为10%时,共混物分散相的尺寸明显减少,力学性能得到较大提高;其中冲击强度超过纯PA6,达到HIPS水平.通过反应共混,制备了力学性能均衡的PA6/HIPS/PP-g-(GMA-co-St)共混物合金.     

PVC与核壳结构聚丙烯酸酯及环氧树脂的共混增韧

研究发现由分段乳液聚合丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯制备的三层核壳结构共聚体和少量环氧树脂(含固化剂及促进剂)与PVC在适当配比下共混,可使改性PVC的抗冲击性能明显提高。考察了共混体系的组成与其冲击强度及断裂形态之间的关系。     

纤维素接枝共聚物对聚乳酸结晶性能和拉伸流变性能的影响

通过熔融缩聚法制备出含有聚乳酸支链的纤维素接枝共聚物(OLA-g-C),并采用溶液共混法制备一系列聚乳酸(PLA)/OLA-g-C共混物以及对比样聚乳酸/微晶纤维素(MCC)共混物.扫描电镜(SEM)结果表明聚乳酸支链的存在可以提高纤维素在PLA基体中的分散性,抑制团聚现象的出现.在非等温结晶过程中,OLA-g-C和MCC的加入都可以促进PLA的结晶,但是OLA-g-C的促进效果优于MCC,这与OLA-g-C在基体中的分散性良好有关.在等温结晶过程中OLA-g-C可以同时提高PLA的结晶度以及结晶速率,但对其成核机理和生长方式无明显影响.偏光显微镜(POM)观察的结果进一步证明OLA-g-C可以作为成核剂,有效地缩短基体的结晶时间,提高PLA的结晶能力.但是,OLA-g-C的加入却降低了体系的拉伸黏度,这与体系的缠结作用有关.     

环氧化三元乙丙橡胶增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变

环氧化的三元乙丙橡胶(eEPDM)与聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混可以使PBT共混体的缺口冲击强度获得很大的提高.当eEPDM橡胶浓度为24wt%时,PBTeEPDM共混体的缺口冲击强度是纯PBT的12倍.随着eEPDM含量的增加,在室温下PBTeEPDM共混体出现了明显的脆韧转变,其脆韧转变的临界粒子间距为0.49μm.橡胶的加入及含量的增加使PBT体系的脆韧转变温度(TBD)向低温移动,且PBTuEPDM与PBTeEPDM共混体脆韧转变温度的差随橡胶含量的增加而逐渐增大.扫描电镜照片表明,在橡胶组成相同的情况下,PBT基体中分散的eEPDM粒子明显小于未环氧化的EPDM粒子.且eEPDM橡胶的粒子间距(ID)也明显地低于uEPDM橡胶粒子的ID,这导致PBTeEPDM共混体系在室温下出现脆韧转变.