聚乳酸增塑与聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性研究

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PBT改性研究

PBT改性研究

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优异的综合性能,如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。

但其缺口冲击强度低、成型收缩率大、耐水解性差、易受卤化烃侵蚀,经玻纤增强后,因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲。

PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用。

下面,简单的阐述了PBT改性中一些常见问题的原因和改善方法。

1. 缺口敏感性原因:PBT分子中的苯环和酯基形成大的共轭体系,减小了分子链的柔曲性,使分子刚性增加,并且极性酯基、羰基的存在使分子间作用力增大,分子刚性进一步增强,从而韧性很差。

解决方法:a) 聚合改性聚合改性就是通过共聚、接枝、嵌段、交联等手段在聚合过程中在PBT分子中引入新的柔性链段,使其具有良好的韧性。

b) 共混改性共混改性就是将改性剂或高冲击强度材料与PBT共混或复合,使其作为分散相分布在PBT基体中,利用两组分的部分相容性或适当的界面黏结作用,提高PBT的缺口冲击性能。

如在PBT中添加反应性增容剂POE-g-GMA,通过GMA与PBT的端羧基的原位增容反应,加强界面作用力,以达到增韧效果。

2. PBT薄壁制品需要更高的流动性薄壁电子元件在电子电器、汽车电子工业领域,组件更薄是趋势,这就要求材料需要更高的流动性,才能以尽可能小的相应浇注器械的填充压力或合模力来实现型模的填充。

利用低黏度的热塑性聚酯组合物也常常能实现更短的循环周期。

另外,良好的流动能力对于例如质量分数超过40%的玻璃纤维和/或矿物质的高填充热塑性聚酯组合物来说也是非常重要的。

改善方法:1.选择低分子量的PBT,但是分子质量降低会影响机械性能。

2.借助流动促进剂如硬脂酸酯或褐煤酸酯,可以改善PBT流动性,但这类低分子质量酯会在产品加工和使用过程中渗出。

3.对于需要增韧的PBT材料,增韧剂的加入一定会导致流动性下降,故而需要选择对流动性影响更小的增韧剂。

聚乳酸的改性研究进展

聚乳酸的改性研究进展

Value Engineering• 227 •聚乳酸的改性研究进展T h e R e s e a r c h P r o g r e s s o n M o d i f i c a t i o n o f P o l y l a c t i c A c i d曹强C A O Q i a n g(渭南师范学院化学与材料学院,渭南714099)(College of C hem istr^^and M a te ria l,W e in a n Nor^nal U n iv e rs ity,W e in a n714099, C hina)摘要:聚乳酸是一种新型无毒的材料,有较好的生物相容性和生物降解性,是性能优良的绿色高分子材料,本文综述了聚乳酸的 改性研究进展,展望了其应用前景。

A b s tr a c t:The p o ly la c tic a cid was a k in d of new non-to x ic m a te ria l,w h ic h was b io co m p a tib le and b io d egrada ble.I t was a fin e perfor^nance green p o lym e r m a te ria l.The research progress of the m o d ific a tio n of p o ly la c tic a cid was re vie w ed.The a p p lic a tio n prospects of m o d ifie d p o ly la c tic a cid were discussed.关键词:聚乳酸;改性;共聚;共混;复合K e y w o rd s:p o ly la c tic a c id;m o d ific a tio n;c o p lym e riza tio n;b le n d;com posite中图分类号:T Q311 文献标识码:A文章编号=1006-4311(2017)23-0227-03〇引言聚乳酸简称为P L A,因为具有较好的相容性和降解 性,所以在医药领域得到了广泛的应用,如生产一次性的 点滴用具、美容注射粒子、□腔膜、心脏支架等方面得到了 很广的应用。

聚乳酸无机增韧改性的研究进展

聚乳酸无机增韧改性的研究进展

t o u g h n e s s wa s r e v i e we d,a n d t h e s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d s y n t h e t i c me t h o d o f d i f f e r e n t t o u g h e n i n g a g e n t s ,a n d t h e i n f l u e n c e i n t h e f r a c t u r e b e h a v i o r w e r e s u mma r i z e d . F i n a l l y, t h e p r o s p e c t o f i n o r g a n i c t o u g h e n i n g a g e n t s w a s p u t
入无机 ( 蒙 脱土 、碳 纳米 管 、滑 石粉 、二氧 化钛 、二氧 化硅 、 碳酸钙 ) 、有机类 ( 乙烯 一辛烯 共聚物 j 、乙烯 一醋 酸 乙烯 共 聚 物 、聚 己 内酯 、聚 对 苯 二 甲 酸 己 二 酸 丁 二 醇 酯 、热 塑 性 聚氨酯 J 、超支化 聚合 物 J 、聚乙烯 )物质对 聚乳 酸进行 增韧改性 ,并取 得了 良好 效果 。本文 系统介绍 聚乳酸 用无机 增 韧 剂 的研 究 进 展 。
T A N G Y i —w e l l , , Z H A N G S h i - j i e ( C o l l e g e o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g a n d E n v i r o n me n t a l E n g i n e e i r n g ,G u a n g d o n g U n i v e r s i t y

聚乳酸PLA改性之欧阳歌谷创作

聚乳酸PLA改性之欧阳歌谷创作

聚乳酸改性欧阳歌谷(2021.02.01)聚乳酸由于自身存在一些缺陷,从而影响了其加工性能和应用,主要缺陷有:自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。

具有较高的拉伸强度、压缩模量,但质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形;另外,PLA的化学结构缺乏反应性官能团,也不具有亲水性,降解速度需要控制,因此有必要对PLA进行改性。

聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、羟基磷灰石、据羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混,制备各种不同结构和性能的共混体系,满足不同的应用。

聚乳酸的改性方法一般分为化学改性和物理改性。

化学改性主要是通过接枝交联等途径引入各种类型的功能化侧基(如羧基、氨基、羟基等)改变PLA主链的化学结构或表面结构,从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能;物理改性主要是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA的机械、光学、热学等性能。

一、化学改性⑴表面改性PLA表面改性原理是,利用改性剂改善其表面组织与性能,从而提高与其他材料之间的粘附性。

通过表面改性,赋予了PLA衍生物良好的生物相容性,使其应用更为广泛。

Li等用淀粉(starch)对PLLA进行表面改性,获得了中等阻抗性的St-g-PLLA,将St-g-PLLA与PLLA共混得到的材料的机械性能明显优于PLLA/starch共混物。

Aiping Zhu等通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的羧基进行反应,将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。

利用4-叠氮苯甲酸的光敏性,采用咋外光照射涂抹在PLA薄膜表面的壳聚糖,叠氮基团光解,从而将PLA和壳聚糖共价连接起来。

改性后壳聚糖上的羟基和氨基又可以引入其他的官能团,从而可以对PLA进行进一步的改性。

⑵共聚改性由于内酯开环均聚物如PLA、聚己内酯等均为疏水性物质,且降解周期也难于控制,常需与其他单体共聚来改变材料的亲水疏水性、结晶性等,根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制聚合物的降解速度。

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中,聚乳酸(PLA)塑料是一种脂肪族聚酯,是具有生物相容性的热塑性塑料,它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。

这篇综述提供了目前的PLA市场信息,并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。

%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325目前,全世界塑料年产量已经超过2亿t,相应的,塑料废弃物也逐年增加,严重污染环境,减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解,不会造成环境污染的生物降解材料。

聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)就是一种可生物降解材料。

PLA有三种立体化学存在形式,聚L-乳酸(PLLA)、聚D-乳酸(PDLA)和聚DL-乳酸(PDLLA)。

聚乳酸增韧开题报告

聚乳酸增韧开题报告

聚乳酸增韧开题报告聚乳酸增韧开题报告摘要:聚乳酸(Poly lactic acid,PLA)是一种生物可降解的高分子材料,具有广泛的应用潜力。

然而,其脆性和低韧性限制了其在许多领域的应用。

因此,如何增强聚乳酸的韧性成为了研究的热点。

本报告旨在探讨聚乳酸增韧的研究现状和未来发展方向。

1. 引言聚乳酸是一种由可再生资源制备的生物可降解高分子材料,具有良好的生物相容性和可降解性。

由于其优良的性能,聚乳酸在医疗、包装、纺织、电子等领域得到了广泛应用。

然而,聚乳酸的脆性和低韧性限制了其在某些领域的应用。

2. 聚乳酸的韧化方法2.1 增加分子量聚乳酸的分子量对其力学性能有重要影响。

增加聚乳酸的分子量可以提高其韧性,但也会导致加工性能下降和降解速率减慢。

因此,需要在分子量增加和加工性能之间找到平衡点。

2.2 共混改性通过将聚乳酸与其他高分子材料进行共混改性,可以有效提高聚乳酸的韧性。

常用的共混改性材料包括聚酯、聚酰胺、聚醚等。

共混改性可以通过改变材料的相互作用和结构来改善聚乳酸的力学性能。

2.3 添加增韧剂添加增韧剂是一种常用的聚乳酸增韧方法。

增韧剂可以通过增加聚乳酸的韧性相位或形成韧性相互作用来提高其力学性能。

常用的增韧剂有弹性体、纳米颗粒、纤维素等。

3. 聚乳酸增韧的研究进展目前,聚乳酸增韧的研究主要集中在以下几个方面:3.1 界面改性通过界面改性可以改善聚乳酸的界面相容性,提高其力学性能。

常用的界面改性方法包括改变界面结构、添加界面活性剂等。

3.2 结晶行为调控聚乳酸的结晶行为对其力学性能有重要影响。

通过调控结晶行为,可以提高聚乳酸的力学性能。

常用的方法包括添加结晶助剂、调控结晶速率等。

3.3 界面增韧界面增韧是一种有效的聚乳酸增韧方法。

通过在聚乳酸界面形成韧性相互作用,可以提高其力学性能。

常用的界面增韧方法包括界面交联、界面改性等。

4. 聚乳酸增韧的未来发展方向4.1 多尺度增韧未来的研究可以将多尺度增韧应用于聚乳酸的增韧中。

生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展_姚军燕

生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展_姚军燕

第20卷第4期高分子材料科学与工程V o l.20,No.4 2004年7月POLYM ER M ATERIALS SCIENCE AN D EN GIN EERING Jul.2004生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展姚军燕,杨青芳,马 强(西北工业大学化学工程系,西安710072)摘要:在对生物医用高分子材料聚乳酸的生物性能、物理力学性能进行概述的基础上,介绍了对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、复合等改性的方法及作用。

经改性后聚乳酸的力学性能、亲水性能或反应功能可以得到某些改善,且其降解性能不受影响,从而更好地满足了在生物医用及环保中的应用需要。

关键词:聚乳酸;生物医用材料;共聚;共混;复合中图分类号:T B39 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2004)04-0028-05 目前,生物医用高分子材料作为功能高分子材料的分支之一,发展非常迅速,广泛用作组织工程材料、人体器官、药物控制释放材料、仿生智能材料等[1]。

其中聚乳酸(PLA)因具备良好的生物相容性、生物降解性、无毒,在医学上用作医用免拆线的外科手术缝合线、骨修复材料、药物控制释放材料、人工骨、人造皮肤、眼科植入材料等。

另外,聚乳酸制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等,可解决废塑料公害问题[2]。

所以对它的研究极具医学意义和环境意义。

聚乳酸具有较高的拉伸强度、压缩模量,但质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形;另外,聚乳酸的化学结构缺乏反应性官能基团,也不具有亲水性,降解速度需要控制。

通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、分子修饰、复合等改性方法可实现对聚乳酸的降解性能、亲水性及力学性能的改进,还可获得成本低廉的产品,从而更好地满足在医学领域或环保方面的应用需求。

1 增塑改性把生物相容性增塑剂如柠檬酸酯醚[3]、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚[4]、低聚物聚乙二醇(PEG-400,PEG-1500)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇添加入聚乳酸基体,通过研究经增塑后的聚乳酸的玻璃化温度、结晶温度、熔点、结晶度、弹性模量、断裂延伸率的变化可知[5],增塑剂的加入使聚乳酸大分子链的柔性提高,玻璃化温度降低非常明显,其弹性模量下降,断裂伸长率提高,即在一定程度上韧性增加。

聚乳酸的扩链及其改性的研究

聚乳酸的扩链及其改性的研究

聚乳酸的扩链及其改性的研究聚乳酸是一种可生物降解的聚合物,具有广泛的应用领域。

然而,由于其刚性结构和低韧性,聚乳酸的应用受到了一定的限制。

为了改善聚乳酸的性能,研究人员开展了扩链和改性的研究工作。

扩链是通过引入外部功能基团,调节聚乳酸的结构和性能。

其中,一种常用的扩链方法是加入共聚单体。

共聚单体可以提高聚乳酸的极限拉伸强度和韧性,改善其耐热性和刚性。

例如,通过掺杂苯乙烯等共聚单体,在聚乳酸中形成互穿网络结构,提高了其力学性能。

此外,还可以通过掺杂聚醚、聚酯等共聚单体来改善聚乳酸的热稳定性。

此外,聚乳酸的改性也被广泛研究。

一种常用的改性方法是加入纳米填料。

纳米填料可以通过增加界面相互作用来提高聚乳酸的力学性能和热稳定性。

常用的纳米填料包括纳米氧化物、纳米碳酸钙、纳米纤维素等。

例如,通过引入纳米纤维素,可以增加聚乳酸的拉伸强度和弹性模量,改善其热稳定性和降解速率。

此外,改性的方法还包括共混和交联。

共混是将其他可溶性高分子与聚乳酸混合,以改善聚乳酸的物理性能。

例如,将聚乳酸与聚乳酸共混,可以增加其弯曲模量和硬度,提高其热稳定性。

交联是通过引入交联剂将聚乳酸交联成三维网络结构,以提高其力学性能和热稳定性。

交联剂常用的有聚酸酐、环氧树脂等。

除了扩链和改性,研究人员还通过调控聚乳酸的晶型结构,改善其性能。

聚乳酸有两种晶型:α和β。

其中,α相具有较好的可生物降解性和生物相容性,但韧性较差;β相则具有较好的力学性能,但可生物降解性差。

通过控制结晶条件和溶剂种类,可以调控聚乳酸的晶型结构。

此外,还可以通过分子取向、拉伸等方法来改变聚乳酸的结晶行为。

综上所述,通过扩链和改性,可以显著改善聚乳酸的性能,拓宽其应用领域。

未来的研究还可以进一步探索扩链和改性的新方法,提高聚乳酸的性能和应用前景总之,通过加入纳米填料、共混和交联以及调控聚乳酸的晶型结构,可以显著改善聚乳酸的力学性能、热稳定性和降解速率。

这些改性方法为聚乳酸的广泛应用提供了新的可能性。

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聚乳酸增塑与聚对苯二甲酸丁二醇酯增韧改性研究聚乳酸(PLA)来源于可再生植物资源,由于其具有良好的生物降解性和生物相容性而引起了人们的广泛关注。

然而,作为脂肪族聚酯,PLA具有较低的结晶速率、较差的尺寸稳定性和力学性能,这就很大程度上限制了它的应用范围。

针对PLA的自身缺陷,我们分别选用小分子增塑剂和不同分子量的聚合物型增塑剂对PLA进行增塑增韧改性。

作为通用工程塑料,聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的结晶速率快,同时具有较好的耐化学药品性和易于加工性,因而其被普遍应用于汽车、电子、电器等制造行业。

但PBT在室温下的缺口冲击强度较低,限制了它的广泛应用。

针对PBT的这一缺陷,我们选用热塑性弹性体和具有核-壳结构的冲击改性剂对PBT进行增韧改性。

本论文的主要内容和结论如下:(1)选用环保型己二酸二乙二醇单丁醚酯(DGBEA)作为增塑剂,通过直接熔融共混的方法制备了PLA/DGBEA共混体系,并对共混体系的相容性、流变性能、结晶行为以及力学性能进行了研究。

结果表明,PLA/DGBEA为部分相容共混体系。

在整个频率范围内,共混物的复合粘度和储能模量随着DGBEA含量的增加而逐渐降低,这是由于DGBEA对PLA起到了一定的增塑作用。

增塑剂的加入促进了PLA链段的运动,使得PLA的玻璃化转变峰逐渐向低温移动。

PLA/DGBEA共混物表现为双熔融峰,这是由于DGBEA的加入导致了不完整晶型的产生,这些不完整晶型先熔融再结晶然后又熔融形成了双熔融峰现象。

与纯PLA相比,共混体系的断裂伸长率和冲击强度均随着DGBEA含量的增加而逐渐增大,相应的,增塑剂的加入降低了共混物的拉伸强度。

(2)选用不同分子量的聚己二酸二甘醇酯(PDEGA)作为增塑剂,通过直接熔融共混的方法制备了PLA/PDEGA共混体系,并研究了不同分子量的PDEGA对PLA力学性能的影响。

结果表明,低分子量的PDEGA(L-PDEGA)显著地增加了PLA的断裂伸长率,但冲击强度变化不大,起到了很好的增塑作用;而高分子量的
PDEGA(H-PDEGA)能够显著地增加PLA的冲击强度,但断裂伸长率变化不大,起到了很好的增韧作用。

然后,将一定用量的L-PDEGA与不同用量的H-PDEGA同时与PLA共混,实现了对PLA既增塑又增韧的效果。

研究结果表明,PLA/L-PDEGA/H-PDEGA为部分相容共混体系,H-PDEGA能够均匀地分散在PLA基体中。

H-PDEGA的加入降低了PLA的玻璃化转变温度,同时有效地提高了PLA的断裂伸长率和冲击强度。

当H-PDEGA的含量为20wt%时,共混物的断裂伸长率和冲击强度分别由5.6%和3.1k J/m2增加到272.4%和68.3k J/m2。

另外,加入H-PDEGA后,共混物的断裂形态由脆性断裂变为韧性断裂。

共混物的复合粘度随着H-PDEGA含量的增加逐渐降低。

(3)选择热塑性聚氨酯(TPU)弹性体作为增韧剂,对PBT进行增韧改性。

通过直接熔融共混的方法制备了PBT/TPU共混体系,并对共混体系的相容性、热和结晶行为、力学性能以及增韧机理进行了研究。

结果表明,PBT/TPU为不相容共混体系。

TPU的加入,增加了共混物的结晶峰宽度,同时其结晶温度逐渐降低,表明TPU的加入限制了PBT的结晶。

与纯PBT相比,共混物的韧性得到了明显改善,其断裂伸长率和冲击强度均随着TPU含量的增加而逐渐增大。

当TPU的含量达到20wt%时,共混物出现脆韧转变,共混物由脆性断裂变为韧性断裂。

进一步研究TPU增韧PBT的内在机理发现,共混物在拉伸和冲击过程中发生明显的剪切屈服,从而改善了PBT的韧性。

(4)选择具有核-壳结构的聚丁二烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)聚合物作为增韧剂,对PBT进行增韧改性。

通过直接熔融共混的方法制备了PBT/MB-g-GMA共混体系,并对共混体系的相容性、形态结构、结晶行为、流变行为、力学性能以及增韧机理进行了研究。

结果表明,PBT的端基和MB-g-GMA的环氧官能团发生了反应,而且PBT/MB-g-GMA 为部分相容共混体系,MB-g-GMA作为分散相能够均匀地分散在PBT基质中。

随着MB-g-GMA含量的增加,共混物的断裂伸长率和冲击强度逐渐增大。

当MB-g-GMA的含量为15wt%时,共混物出现脆韧转变,剪切屈服是主要的增韧机理。

共混物的复合粘度和储能模量在整个频率范围内都逐渐增大,这可能是两组分间存在着一定的相互作用。

(5)以韧性较好的75/25 PBT/MB-g-GMA共混物作为研究对象,希望通过加入环氧树脂进一步改善PBT/MB-g-GMA共混物的性能。

通过熔融共混的方法制备了PBT/MB-g-GMA/EP共混物,并深入地研究了环氧树脂的加入对PBT/MB-g-GMA共混物相容性、形态结构、热和结晶行为、流变行为、力学性能以及增韧机理的影响。

结果表明,环氧树脂的加入进一步提高了共混体系的相容性,同时MB-g-GMA能够均匀地分散在PBT基质中。

随着环氧树脂的加入,共混物的模量和复合粘度增加,这可能是由于环氧树脂的加入使得共混物分子链间发生缠结,分子链段的运动受到了抑制,环氧树脂也有可能导致PBT扩链反应的发生从而提高了PBT的分子量。

环氧树脂的加入导致共混物的结晶峰变宽且向低温移动,限制了PBT的结晶。

只加入1wt%的环氧树脂,共混物的冲击强度就有了翻倍的提升,由原来的
37.2k J/m2提高至75.6k J/m2,其冲击断面出现更加明显的剪切屈服和橡胶粒子的空洞化。

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