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SiO2-MWNTs/聚乳酸复合材料的冷结晶动力学及球晶形态

石坚 , 卢秀萍 , 李红月 , 李东泽

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.201503.004

为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对聚乳酸(PLA)冷结晶动力学和球晶形态的影响,分别以PLA和表面包覆纳米SiO2并接枝硅烷偶联剂的纳米SiO2改性MWNTs(SiO2-MWNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备了SiO2-MWNTs/PLA复合材料.采用DSC、偏光显微镜、Jeziorny模型和Johnson-Mehl-Avrami模型研究了复合材料的非等温冷结晶动力学和球晶形态.结果表明:SiO2-MWNTs可作为异相成核剂,能有效降低SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶温度,提高晶核生成速率和晶体生长活化能.SiO2-MWNTs/PLA复合材料的冷结晶过程主要由成核作用控制,加入SiO2-MWNTs可同时提高复合材料的结晶速率和结晶度.冷结晶时,PLA球晶尺寸小于熔体冷却结晶时的,且SiO2-MWNTs含量对冷结晶球晶尺寸的影响远小于其对熔体冷却结晶球晶尺寸的.所得结论对优化PLA的结晶结构和性能、制备高性能PLA复合材料具有指导意义.

关键词: 聚乳酸 , 碳纳米管 , 纳米SiO2 , 包覆 , 冷结晶 , 结晶动力学 , 球晶形态

细菌纤维素/聚乳酸互穿网络复合材料的结晶与熔融

李红月 , 卢秀萍 , 杨华 , 胡静雯

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20141224.002

为了研究细菌纤维素(BC)网络结构对聚乳酸(PLA)结晶与熔融过程的影响,以PLA为基体,BC为增强体,通过PLA-三氯甲烷溶液与BC-无水乙醇分散液的共混扩散制备了具有互穿网络结构的BC/PLA生物复合材料.采用SEM、偏光显微镜(POM)、DSC和莫志深(MO)模型研究了复合材料的微观形态、球晶形貌、非等温结晶动力学和熔融行为.结果表明:采用溶液共混扩散法可得到以BC为骨架、PLA缠绕其表面的互穿网络结构的复合材料.随降温速率增加,BC/PLA复合材料的结晶温度、熔融温度和相对结晶度均下降.BC可作为异相成核剂,适量添加可同时提高BC/PLA复合材料的结晶速率和相对结晶度,细化球晶尺寸.MO模型可较好地描述BC/PLA复合材料的非等温结晶动力学行为.

关键词: 细菌纤维素 , 聚乳酸 , 互穿网络 , 复合材料 , 形态 , 熔融 , 结晶动力学

多重受热历史对PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为的影响

胡静雯 , 卢秀萍 , 石坚 , 李红月

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160205

为改善聚乳酸(PLA)的结晶性能,分别以PLA和表面包覆纳米SiO2并接枝硅烷偶联剂的多壁碳纳米管(MWCNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备PLA/MWCNTs复合材料.分别利用POM和DSC研究复合材料等温结晶、非等温结晶和冷结晶的球晶形态、结晶和熔融行为.研究结果表明:PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为强烈依赖于受热历史和改性MWCNTs含量;PLA/MWCNTs复合材料冷结晶时结晶度最高,球晶尺寸最小且熔点最低;1℃/min降温结晶时球晶尺寸最大,且熔点最高;降温速率越快,复合材料的起始结晶温度、结晶焓和结晶度越低.改性MWCNTs可作为PLA的异相成核剂,改善复合材料的结晶、熔融行为和球晶尺寸,其最佳用量为0.3%.

关键词: 受热历史 , 聚乳酸 , 多壁碳纳米管 , 复合材料 , 结晶 , 熔融

互穿网络聚乳酸/细菌纤维素生物复合材料的制备与性能

李红月 , 卢秀萍 , 杨华 , 胡静雯

高分子材料科学与工程

以聚乳酸(PLA)为基体,细菌纤维素(BC)为增强体,通过PLA-三氯甲烷溶液与BC-无水乙醇悬浮液的共混扩散制备互穿网络结构的PLA/BC生物复合材料.采用扫描电子显微镜、热失重分析仪、偏光显微镜和电子万能试验机等研究了复合材料的微观形态、分散性、力学性能、热分解温度及球晶形貌.结果表明,采用溶液共混扩散法可得到以BC为骨架、PLA缠绕其表面的互穿网络结构的生物复合材料;BC可作为异相成核剂,显著细化PLA的球晶尺寸,提高复合材料的力学性能和热分解温度.BC的质量比为1.0%时,PLA/BC复合材料的球晶尺寸最小,力学性能和热分解温度最高.其中复合材料的缺口冲击强度和热分解温度分别较纯PLA提高了37.84%和约5℃.

关键词: 细菌纤维素 , 聚乳酸 , 互穿网络 , 力学性能 , 热分解温度 , 球晶形貌

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