不同潤(rùn)滑劑對(duì)聚乳酸復(fù)合材料流變性能的影響

POE增韌聚乳酸復(fù)合材料的研究

木塑復(fù)合材料擠出工藝中,使用潤(rùn)滑劑可以提高生產(chǎn)效率,改善制品表面性能。在轉(zhuǎn)速、混煉器溫度、加料量等優(yōu)化參數(shù)條件下用轉(zhuǎn)矩流變儀研究了不同木粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)潤(rùn)滑劑swp201對(duì)木粉/高密度聚乙烯(wf/hdpe)復(fù)合材料熔體轉(zhuǎn)矩流變行為的影響。結(jié)果表明:加入界面相容劑馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯(mape)與否,質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的swp201能夠明顯降低相應(yīng)對(duì)照復(fù)合材料熔體的平衡轉(zhuǎn)矩(ma)和熔體溫度(t);木粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0%~60%范圍內(nèi)增加時(shí),復(fù)合熔體的ma和t呈明顯的增加趨勢(shì),穩(wěn)態(tài)時(shí)熔體溫度(t)與混煉器溫度(t0)之差△t從11℃增加到18℃左右,△t值反映不同體系的相對(duì)摩擦發(fā)熱作用。ma與體系的黏度相關(guān)。流變行為不同的樣品ma和△t都不同,一般來(lái)說(shuō)ma較大的△t也較大。轉(zhuǎn)矩流變方法可用于高填充木塑復(fù)合體系的流變性和潤(rùn)滑劑性能評(píng)價(jià)。

將聚乳(酸pla)接枝到硅灰石粒子表面進(jìn)行改性,制備了pla-g-硅灰石/pla復(fù)合材料,考察了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和降解性能。結(jié)果表明:pla-g-硅灰石提高了無(wú)機(jī)粒子與pla基體的相容性,并使無(wú)機(jī)粒子在基體中的分散更加均勻;與硅灰石/pla復(fù)合材料相比,pla-g-硅灰石/pla復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能增強(qiáng)降,解速度減慢并,且在降解過(guò)程中保持了較好的力學(xué)性能。

以偶聯(lián)劑γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-560)處理后的超細(xì)滑石粉為增強(qiáng)相,聚乳酸(pla)為基體,制備了超細(xì)滑石粉/pla復(fù)合材料。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)、電子掃描顯微鏡(sem)、x射線衍射(xrd)、光學(xué)解偏振法、溫度-形變曲線及熱失重(tg)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,kh-560成功地包覆在滑石粉表面,滑石粉表面與pla基體發(fā)生了化學(xué)鍵合,處理后的滑石粉粒子與pla基體之間形成了良好的界面。適量的滑石粉能夠提高pla基體的結(jié)晶速率和結(jié)晶度,當(dāng)滑石粉添加量增大到一定程度,pla基體的晶格參數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)滑石粉分散良好時(shí),復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)和熱穩(wěn)定性顯著提高。

由二氧化碳(co2)和環(huán)氧丙烷(po)合成的交替共聚物為聚碳酸亞丙酯,它是一種可完全降解材料,一般應(yīng)用在一次性包裝材料以及醫(yī)用材料等領(lǐng)域。ppc的轉(zhuǎn)變溫度較低、質(zhì)地柔軟,影響其加工性能。與其它聚合物進(jìn)行共混改性是改善ppc基材綜合性能的有效手段。ppc與pla具有良好的相容性,可制備出力學(xué)性能、熱學(xué)性能較好的共混材料。

本文采用竹纖維作為增強(qiáng)材料,聚乳酸作為基體,混合編織了兩種襯經(jīng)襯緯針織物,根據(jù)聚乳酸熔點(diǎn)較低的特點(diǎn),利用熱壓復(fù)合制備形成竹原纖維/聚乳酸復(fù)合材料。此復(fù)合材料在自然環(huán)境下能夠降解為綠色環(huán)保型復(fù)合材料。在復(fù)合材料的應(yīng)用中,應(yīng)用設(shè)計(jì)是必不可少的,而拉伸試驗(yàn)的目的恰是為此。在萬(wàn)能強(qiáng)力機(jī)上通過(guò)對(duì)復(fù)合材料的拉伸性能測(cè)試分析發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料板材的縱向拉伸性能好于橫向和斜向,同時(shí)12根針織線圈捆綁紗形成的復(fù)合材料板材拉伸性能明顯好于6根捆綁紗形成的板材,而且竹原纖維/聚乳酸復(fù)合材料板材的斷裂為韌性斷裂。

制備了聚丙烯/玻璃微珠復(fù)合材料,在溫度為175～225℃和載荷為1.2～12.5kg的條件下,應(yīng)用熔體流動(dòng)速率儀考察了填料粒徑、剪切速率、載荷及溫度等對(duì)復(fù)合材料熔體流變特性的影響。結(jié)果表明:熔體的剪切流動(dòng)服從冪律定律;熔體的表觀黏度對(duì)溫度的依賴性符合arrhenius方程;表觀黏度隨剪切速率和剪切應(yīng)力的增加而下降;擠出脹大比隨溫度的升高而下降,隨剪切應(yīng)力和剪切速率的增大而增大。在此基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)了第一法向應(yīng)力差,發(fā)現(xiàn)其隨剪切速率的增大而增大。

采用過(guò)氧化物交聯(lián)及添加10%的鄰苯二甲酸二辛酯(dop)對(duì)聚乳酸(pla)進(jìn)行改性;通過(guò)拉伸測(cè)試、dsc、dma、tga、毛細(xì)管流變等分析,研究了交聯(lián)及dop對(duì)pla的力學(xué)性能、熱性能以及流變性能的影響。結(jié)果表明:交聯(lián)后pla的拉伸強(qiáng)度提高,結(jié)晶度下降,耐熱性能和熱穩(wěn)定性得到改善,但熔體表觀黏度上升,加工性能下降;在交聯(lián)pla中添加10%的dop后,熔體表觀黏度下降,加工性能改善,結(jié)晶度以及拉伸斷裂伸長(zhǎng)率顯著提高,同時(shí)dop對(duì)交聯(lián)pla的耐熱性能及熱穩(wěn)定性影響較小。

為深入研究磷酸鈣骨水泥(cpc)/聚乳酸-聚羥基乙酸(plga)生物復(fù)合材料的制備工藝及性能,也為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù),實(shí)驗(yàn)制備了cpc-plga生物復(fù)合材料;并通過(guò)測(cè)定該材料在模擬體液中浸泡后引起的浸泡液ph值的變化,以及采用jsm5600lv型掃描電鏡觀察該材料在體外降解后的微觀形貌,間接評(píng)估了該材料引起體液ph值的變化以及該材料降解性能對(duì)人體細(xì)胞和骨組織可能存在的影響。結(jié)果表明,所制備的cpcplga復(fù)合材料沒(méi)有引起浸泡液ph值的較大波動(dòng),該值始終處于人體安全范圍之內(nèi),對(duì)人體細(xì)胞的刺激影響將會(huì)較小;由于該材料復(fù)合了高分子聚合物plga,使其具有良好的降解性,可為骨組織細(xì)胞、血管等的粘附和生成創(chuàng)造良好的條件。

采用轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)定了采用不同潤(rùn)滑劑的pvc-u共混體系的加工性能,分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù),比較了潤(rùn)滑劑對(duì)pvc-u共混體系的影響,為潤(rùn)滑劑配方設(shè)計(jì)提供了可靠的試驗(yàn)參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明:在試驗(yàn)基礎(chǔ)配方下,硬脂酸的用量在0.5份以內(nèi)、石蠟和pe蠟的用量在0.4份以內(nèi)時(shí),可設(shè)計(jì)出pvc-u共混體系潤(rùn)滑平衡的最佳組合。

介紹潤(rùn)滑劑ｌｕｂ和復(fù)合穩(wěn)定劑ｓｗ對(duì)ｕｐｖｃ管材擠出性能的影響。結(jié)果表明加入ｌｕｂ以后，ｕｐｖｃ的流動(dòng)性改善，擠出管材外觀光滑，最佳用量為０．５～１．０ｐｈｒ。ｌｕｂ和ｓｗ并用對(duì)加工性的改進(jìn)較ｌｕｂ與溫州３００復(fù)合鉛、ｌｕｂ與廣洋ｒ－２０９稀土明顯。

在德國(guó)krauss－maffi公司產(chǎn)kmd2－60kk錐形雙螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行了流變潤(rùn)滑劑和穩(wěn)定劑對(duì)upvc管材擠出性能的協(xié)同影響試驗(yàn)。結(jié)果表明：0.5～10phr的流變潤(rùn)滑劑lub一501能顯著改善熔融流動(dòng)性，熔體壓力下降，熔體溫度降低，擠出管材外觀光滑；與r－209稀土、300復(fù)合鉛相比較，lub－501與多元綜合穩(wěn)定劑sw－101協(xié)同使用的加工性能較好。

背景:聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架材料既可提高支架的力學(xué)性能,又可中和聚乳酸的酸性降解產(chǎn)物,提高生物相容性,從而滿足組織工程支架的要求。目的:制備用于組織工程的聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架。方法:采用熱致相分離法制備了聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架。測(cè)定了復(fù)合支架的微觀形貌、孔隙率、壓縮模量、降解特性、蛋白質(zhì)吸附特性。結(jié)果與結(jié)論:復(fù)合支架具有納米微米共存的亞微觀結(jié)構(gòu)。在聚乳酸納米纖維網(wǎng)絡(luò)中引入殼聚糖纖維,有效地增強(qiáng)了復(fù)合支架的壓縮模量和蛋白質(zhì)吸附能力,復(fù)合支架壓縮模量為純聚乳酸納米支架的3.75倍,蛋白質(zhì)吸附能力比純聚乳酸納米支架提高了112%。體外降解實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合支架降解液的ph值隨時(shí)間的下降明顯變緩。提示,在聚乳酸納米纖維網(wǎng)絡(luò)中引入殼聚糖纖維,可有效增強(qiáng)支架的壓縮模量,提高蛋白質(zhì)吸附能力,并可有效減緩聚乳酸降解過(guò)程中ph值的下降,克服酸性產(chǎn)物引發(fā)的無(wú)痛性炎癥問(wèn)題。

聚乙烯蠟、硬脂酸和石蠟是硬質(zhì)pvc加工配方中常用的3種潤(rùn)滑劑。調(diào)整配方中潤(rùn)滑劑的種類(lèi)和用量,可以改善配方的塑化性能和熱穩(wěn)定性能。通過(guò)試驗(yàn),考察了聚乙烯蠟、硬脂酸和石蠟這3種潤(rùn)滑劑用量對(duì)硬質(zhì)pvc塑化性能和熱穩(wěn)定性能的影響。

美國(guó)crompton公司新推出木纖維／天然纖維填充聚乙烯（pe）復(fù)合材料偶聯(lián)劑polybond3029，是馬來(lái)酸酐接枝pe，有粒料和微粒料2種粒子供客戶選購(gòu)。該產(chǎn)品也推薦用于作為石英、玻璃纖維、氫氧化鋁（ath）和其他填料填充pe的偶聯(lián)劑和作為pe與尼龍、evoh等極性聚合物的相容劑：該牌號(hào)的上市增加了crompton公司塑木復(fù)合材料（wpc）加工用助劑的實(shí)力。wpc是目前增長(zhǎng)快速的市場(chǎng)，老牌號(hào)有木纖維填充聚丙烯（pp）用偶聯(lián)劑polybond3200。

綜述了塑木復(fù)合材料用潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑的作用、新產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)展。常用潤(rùn)滑劑是乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅及其復(fù)配物,馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴是最重要的偶聯(lián)劑,分子主鏈引入酐官能團(tuán)的乙烯共聚物是高效新偶聯(lián)劑,不含金屬皂的潤(rùn)滑劑克服了兩種助劑的互相干擾問(wèn)題。

采用熔融共混法制備了無(wú)鹵阻燃低密度聚乙烯(ldpe/fr)復(fù)合材料。通過(guò)極限氧指數(shù)儀和毛細(xì)管流變儀等考察了ldpe/fr復(fù)合材料的阻燃性能和流變性能。結(jié)果表明:隨著阻燃劑添加量的增加,ldpe/fr的阻燃性能逐漸提高,當(dāng)阻燃劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí),阻燃體系的極限氧指數(shù)達(dá)28.3%;ldpe/fr熔體的表觀黏度隨著阻燃劑添加量的增加以及剪切速率的提升而降低,其非牛頓指數(shù)為0.42~0.70,屬于典型的假塑性流體。

通過(guò)對(duì)硬質(zhì)聚氯乙烯(rpvc)加工流變曲線的分析,研究了加工助劑、抗沖改性劑、潤(rùn)滑劑、金屬皂類(lèi)穩(wěn)定劑等對(duì)其加工流變性能的影響。試驗(yàn)表明:丙烯酸酯類(lèi)加工助劑和內(nèi)潤(rùn)滑劑能促進(jìn)rpvc的塑化,外潤(rùn)滑劑卻延長(zhǎng)塑化時(shí)間;氯化聚乙烯(cpe)作為抗沖擊改性劑對(duì)rpvc的塑化促進(jìn)作用較小;隨著以內(nèi)潤(rùn)滑為主的金屬皂類(lèi)穩(wěn)定劑用量的增加,塑化時(shí)間縮短,而隨著以外潤(rùn)滑為主的金屬皂類(lèi)穩(wěn)定劑用量的增加,塑化時(shí)間延長(zhǎng)。

目的:觀察不同時(shí)間點(diǎn)聚乳酸(opla)/基質(zhì)膠(matrigelmatrix,mm)在裸鼠體內(nèi)的促血管生成情況,評(píng)價(jià)其促血管生成的效果。方法:以opla復(fù)合支架為載體,分為處理組和對(duì)照組。處理組:opla+mm;對(duì)照組:opla。選取3只雄性裸鼠,2種支架分別植入每只裸鼠的前肢與背部交接處,1、2、4周取材,進(jìn)行he染色和免疫組織化學(xué)染色,觀察opla/mm促血管生成的效果,計(jì)算微血管密度(mvd),采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)法進(jìn)行定量分析,比較其mvd的差異。結(jié)果:1~4周內(nèi)隨著時(shí)間的延長(zhǎng),支架與周?chē)M織融合良好,移植物周?chē)难苤饾u增多,并有肉眼可見(jiàn)的血管長(zhǎng)入;每個(gè)時(shí)間點(diǎn)opla+mm的mvd值較高;同時(shí),opla支架隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降解,支架內(nèi)部被新生組織分割成小區(qū)域,并伴隨有血管長(zhǎng)入。結(jié)論:在裸鼠體內(nèi),opla+mm具有良好的促血管生成作用。

采用brookfield公司生產(chǎn)的r/s-sst型流變儀,在固定灌漿料水灰比與減水劑摻量條件下,分別研究了生物膠、緩凝劑、消泡劑在恒定剪切速率與變化剪切速率下對(duì)灌漿料料漿表觀粘度的影響,同時(shí)還對(duì)料漿的觸變性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,不同條件下測(cè)得的流變曲線均符合herschel-bulkey(n<1)的流體模型,即漿體表征為時(shí)變性非牛頓流體。剪切速率不同,外加劑品種及摻量不同,其粘度隨時(shí)間的變化亦不一樣。生物膠、緩凝劑對(duì)料漿的觸變性影響與消泡劑對(duì)料漿觸變性影響不同,前兩者表現(xiàn)為減小料漿的觸變性,而后者增大料漿的觸變性。

為解決聚氯乙烯(pvc)/聚酯(pet)復(fù)合材料阻燃性能相對(duì)于純聚氯乙烯、聚酯阻燃性能下降的問(wèn)題,在聚氯乙烯/環(huán)己酮溶液中添加5種不同阻燃機(jī)制的阻燃劑,利用自動(dòng)涂膜機(jī)將其涂覆在聚酯機(jī)織物上制備得到極限氧指數(shù)大于28%可應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的聚氯乙烯/聚酯復(fù)合材料。借助極限氧指數(shù)測(cè)試儀、接觸角測(cè)試儀、可見(jiàn)光透過(guò)率測(cè)試儀對(duì)pvc/pet復(fù)合材料的性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明:主要成分為烯丙基苯并三唑的阻燃劑對(duì)pvc/pet復(fù)合材料有良好的阻燃效果,當(dāng)pvc涂層中阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,涂層厚度為1.35mm時(shí),其透光率為5%,極限氧指數(shù)為30%,可滿足建筑膜材料的使用要求。

對(duì)φ200mm的復(fù)合材料殼體的應(yīng)變率相關(guān)性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。分別對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)和應(yīng)變率約為0.105s-1的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行了試驗(yàn)。在動(dòng)態(tài)加載過(guò)程中,采用了航天四院設(shè)計(jì)的脈沖壓力發(fā)生器和外壓試驗(yàn)裝置,該裝置可在10～200ms將結(jié)構(gòu)件加載至破壞。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合材料殼體具有比較明顯的應(yīng)變率相關(guān)性,與準(zhǔn)靜態(tài)加載條件相比,當(dāng)應(yīng)變率達(dá)到0.105s-1時(shí),φ200mm的復(fù)合材料殼體其外壓承載能力可以提高1.55倍左右。