植物纤维增强聚乳酸发泡材料的研究进展
发布时间：2021-04-02 01:58
目的总结近年来有关植物纤维增强聚乳酸发泡材料研究的相关文献,为聚乳酸发泡材料的制备及性能研究提供参考。方法按照发泡方法进行分类,介绍采用不同发泡方法制备植物纤维/聚乳酸复合发泡材料的性能,重点综述采用超临界CO2发泡法时,添加植物纤维对发泡材料性能的影响。结果植物纤维增强聚乳酸发泡材料的研究处于实验室研究阶段;添加植物纤维的聚乳酸发泡材料的泡孔尺寸更均匀、更小,泡孔密度增大,力学性能也有所提高。结论添加植物纤维可以增强聚乳酸发泡材料的力学等性能;植物纤维和聚乳酸复合发泡材料的相关研究对聚乳酸发泡材料的大规模生产具有重要指导意义。
【文章来源】：包装工程. 2020,41(21)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
木粉含量对PLA泡孔结构的影响
目前，有较多学者利用高压釜间歇发泡法研究植物纤维/PLA的发泡行为。Matuana等[25]在饱和压力为2.76 MPa、饱和时间为4 d的条件下，研究了木粉含量对PLA发泡性能的影响。结果表明，PLA/木粉复合发泡样品的平均泡孔尺寸均小于纯PLA发泡样品的平均泡孔尺寸（见图2）。这是由于PLA的熔体粘度随木粉含量的增加逐渐升高，气泡生长的阻力也随之增大，进而导致泡孔尺寸减小。过高的木粉含量对复合发泡材料的膨胀倍率有不利影响，当木粉质量分数由0%增加至40%时，膨胀倍率由原来的10倍减小至2倍。复合发泡材料的膨胀倍率与溶解气体的量密切相关，增加木粉含量会降低复合材料基体的体积分数，由于气体仅能在基体中溶解扩散，因此，复合材料在发泡过程中吸收的气体量要低于纯PLA吸收的气体量，当木粉含量增加时，膨胀倍率有减小的趋势。王友勇等[26]也对木粉/PLA复合发泡进行了研究，证实适量添加木粉可以改善泡孔形态，有利于减小泡孔尺寸、改善泡孔的均匀性。Wang等[27]后续研究发现，随着扩链剂用量的增加，膨胀倍率呈上升趋势；当木粉质量分数为20%、扩链剂质量分数为2.5%时，发泡材料的膨胀倍率为18倍，远高于未加扩链剂时的8倍，平均泡孔尺寸为25μm，泡孔密度为1.2×108个/cm3。Zhang等[28]研究发现，随着棉纤维含量增加，发泡材料的泡孔尺寸减小，泡孔密度明显增大。在温度为140℃、饱和压力为10.3 MPa及饱和时间为1 h的工艺条件下，当棉纤维质量分数为30%时，平均泡孔尺寸从纯PLA发泡样品的38.5μm减小到15.8μm；泡孔密度从纯PLA发泡样品的约4.8×107个/cm3增加到4.4×108个/cm3，增长了一个数量级。图2 木粉含量对PLA泡孔结构的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]可生物降解的黄麻纤维/聚乳酸复合材料的制备和力学性能[J]. 杜思琦,王继崇,彭雄奇,顾海麟. 上海交通大学学报. 2019(11)
[2]冷冻干燥法制备纤维素基多孔材料的研究[J]. 马珊珊,张美云,杨斌,苏治平,宋顺喜. 中国造纸. 2017(11)
[3]纳米粒子在微孔发泡聚合物中应用的研究进展[J]. 郭安福,徐婕,李剑峰,李方义. 塑料. 2017(05)
[4]木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响[J]. 王友勇,李浩,宋永明,代璐,王发扬. 高分子材料科学与工程. 2017(08)
[5]发泡工艺对超临界CO2/聚乳酸微孔发泡效果的影响[J]. 张浩伟,万富康,白亚妮,周丽娜,艾昕,赵川. 轻纺工业与技术. 2017(03)
[6]扩链改性对聚乳酸注塑发泡成型的影响[J]. 李金伟,何继敏,程丽,兰霞,邵翠映. 中国塑料. 2016(04)
[7]超临界二氧化碳制备聚合物微孔材料研究进展[J]. 向艳慧,刘富,沈剑辉,林海波,薛立新. 膜科学与技术. 2014(03)
[8]超临界CO2微孔发泡材料研究进展[J]. 祝诗洋,曲敏杰,郑来久,何玲玲. 现代塑料加工应用. 2013(05)
[9]超临界二氧化碳—高分子化学中的绿色介质[J]. 何涛,胡红旗,陈鸣才,吕社辉,刘红波. 功能高分子学报. 2003(02)
本文编号：3114371
【文章来源】：包装工程. 2020,41(21)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
木粉含量对PLA泡孔结构的影响
目前，有较多学者利用高压釜间歇发泡法研究植物纤维/PLA的发泡行为。Matuana等[25]在饱和压力为2.76 MPa、饱和时间为4 d的条件下，研究了木粉含量对PLA发泡性能的影响。结果表明，PLA/木粉复合发泡样品的平均泡孔尺寸均小于纯PLA发泡样品的平均泡孔尺寸（见图2）。这是由于PLA的熔体粘度随木粉含量的增加逐渐升高，气泡生长的阻力也随之增大，进而导致泡孔尺寸减小。过高的木粉含量对复合发泡材料的膨胀倍率有不利影响，当木粉质量分数由0%增加至40%时，膨胀倍率由原来的10倍减小至2倍。复合发泡材料的膨胀倍率与溶解气体的量密切相关，增加木粉含量会降低复合材料基体的体积分数，由于气体仅能在基体中溶解扩散，因此，复合材料在发泡过程中吸收的气体量要低于纯PLA吸收的气体量，当木粉含量增加时，膨胀倍率有减小的趋势。王友勇等[26]也对木粉/PLA复合发泡进行了研究，证实适量添加木粉可以改善泡孔形态，有利于减小泡孔尺寸、改善泡孔的均匀性。Wang等[27]后续研究发现，随着扩链剂用量的增加，膨胀倍率呈上升趋势；当木粉质量分数为20%、扩链剂质量分数为2.5%时，发泡材料的膨胀倍率为18倍，远高于未加扩链剂时的8倍，平均泡孔尺寸为25μm，泡孔密度为1.2×108个/cm3。Zhang等[28]研究发现，随着棉纤维含量增加，发泡材料的泡孔尺寸减小，泡孔密度明显增大。在温度为140℃、饱和压力为10.3 MPa及饱和时间为1 h的工艺条件下，当棉纤维质量分数为30%时，平均泡孔尺寸从纯PLA发泡样品的38.5μm减小到15.8μm；泡孔密度从纯PLA发泡样品的约4.8×107个/cm3增加到4.4×108个/cm3，增长了一个数量级。图2 木粉含量对PLA泡孔结构的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]可生物降解的黄麻纤维/聚乳酸复合材料的制备和力学性能[J]. 杜思琦,王继崇,彭雄奇,顾海麟. 上海交通大学学报. 2019(11)
[2]冷冻干燥法制备纤维素基多孔材料的研究[J]. 马珊珊,张美云,杨斌,苏治平,宋顺喜. 中国造纸. 2017(11)
[3]纳米粒子在微孔发泡聚合物中应用的研究进展[J]. 郭安福,徐婕,李剑峰,李方义. 塑料. 2017(05)
[4]木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响[J]. 王友勇,李浩,宋永明,代璐,王发扬. 高分子材料科学与工程. 2017(08)
[5]发泡工艺对超临界CO2/聚乳酸微孔发泡效果的影响[J]. 张浩伟,万富康,白亚妮,周丽娜,艾昕,赵川. 轻纺工业与技术. 2017(03)
[6]扩链改性对聚乳酸注塑发泡成型的影响[J]. 李金伟,何继敏,程丽,兰霞,邵翠映. 中国塑料. 2016(04)
[7]超临界二氧化碳制备聚合物微孔材料研究进展[J]. 向艳慧,刘富,沈剑辉,林海波,薛立新. 膜科学与技术. 2014(03)
[8]超临界CO2微孔发泡材料研究进展[J]. 祝诗洋,曲敏杰,郑来久,何玲玲. 现代塑料加工应用. 2013(05)
[9]超临界二氧化碳—高分子化学中的绿色介质[J]. 何涛,胡红旗,陈鸣才,吕社辉,刘红波. 功能高分子学报. 2003(02)
本文编号：3114371
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