尼龙11/埃洛石纳米管复合聚乳酸材料及其增强增韧熔喷非织造材料的研究
发布时间：2021-11-19 04:01
熔喷是一种已产业化生产超细纤维的技术,熔喷非织造材料由于其蓬松多孔的结构和极大的比表面积,已被广泛应用于过滤吸附与分离、医疗卫生等众多领域。随着环境友好型生物基和生物可降解熔喷材料的快速发展,聚乳酸（PLA）熔喷非织造材料同样体现出巨大的前景。但由于PLA本身固有的力学脆性和低热稳定性,其非织造材料的性能和应用也受到了限制。为提高PLA的力学强度和韧性,并获得增强增韧的PLA基环境友好型熔喷非织造超细纤维材料,从而拓宽其应用领域。本文以生物基尼龙11（PA11）和埃洛石天然纳米管（HNTs）分别作为PLA的有机/无机增韧增强材料,通过设计反应型增容剂（苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共单体接枝PLA,PLA-g-（St-co-GMA））和纳米填料表面改性方法（氨基化和环氧基化修饰）,采用反应性共混法获得了相容性好、热稳定优、可纺性佳的熔喷用复合PLA基复合材料,并进一步制备得到力学增强增韧,且具有高效低阻过滤性能的熔喷非织造材料。本文共分为4个研究体系,各体系主要研究结论如下:（1）PLA/PA11共混材料及其熔喷材料研究体系:在PLA/PA11共混母粒中,PA11与PLA基本不相容,PA...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
熔喷纤维形成示意图
成为全球 PLA 原料的引导者[46]。图 1.3 不同使用功能的 PLA 产品分类图1.3.3 PLA 基改性生物基复合材料由于 PLA 材料本身也存在部分缺点，如使用温度比较低（一般低于其 Tg 55-60 ℃），常温下是一种硬而脆的材料，韧性和延展性差、结晶速度慢等。因此针对 PLA 这方面的缺点，许多研究工作由此展开。PLA的改性主要有物理共混法和化学接枝、嵌段共聚法[44, 47,48]。物理共混法相对经济、易操作，且生产效率高，可通过将具有不同特性的组分与 PLA 基体共混来实现 PLA 材料的增塑[49]、增韧[50]或增强改性[51]，其中全生物基体系受到了更多研究者的关注。PLA 与其它生物基脂肪族聚酯获得的全生物基共混材料，PLA 二元共混材料体系包括与 PCL[52-53]、聚乙烯醇（PEG）[54]、PHBV[55-56]、PBAT[57]、聚丁二酸丁二醇（PBS）[58]、聚碳酸酯（PPC）[59]和无机粒子[60-62]等；PLA 多元共混材料体系包括 PLA 与上述生物基脂肪族聚酯或无机填料（一般三种）共混得的多元 PLA 生物基聚合物合金[63]或 PLA 生物基有机-无机共混材料[64-66]，以达到各种材料之间性能的平衡。1.3.4 PLA 基纤维和纺粘非织造材料PLA 纺丝成形后形成的纤维或纤维网是其产品拓展的重要领域
图 1.5 HNTs 的结构和形貌[103,104,114,115]/HNTs 复合材料热塑性聚合物材料共混能够显著提高复合材料的力学性能、热性塑性聚合物材料主要包 PA/HNTs 复合材料（包括 PA6/HNTs[116,1172[120]等）、PP/HNTs 复合材料[121-123]、PLA/HNTs 复合材料等。的表面处理和 HNTs/聚合物复合材料的界面增容合物的填料，纳米无机填料对于聚合物基体性能的改善程度主要与聚合物基体间的界面作用力[124]。纳米填料的均匀分散增大了填，二者间的相互作用和材料本身的整体均一性均可提高；界面作身特性在聚合物基体材料中的充分发挥。在纳米填料均匀分散以较强作用力的情况下，复合材料受到载荷时应力和吸收外界热量外界响应传递到增强材料上，从而提高复合材料的强度、模量和方面，因 HNTs 具有合适分散的长径比，较低的表面羟基密度和
【参考文献】：
期刊论文
[1]PLA/PA11共混物的制备与分子动力学模拟[J]. 杨潞霞,付一政,廖黎琼. 功能材料. 2018(02)
[2]原位成纤复合材料研究进展[J]. 张婷婷,董珈豪,韦良强,孙静,黄安荣,秦舒浩. 塑料科技. 2017(06)
[3]微纤形态结构对PP/PA66原位微纤复合材料流变性能的影响[J]. 黄英,何亚东,姜李龙,康凯,信春玲. 高分子学报. 2017(05)
[4]DCD对PLA熔喷纤网结构和性能的影响（英文）[J]. 于斌,张旭阳,孔瑾瑾,朱斐超,Gajanan Bhat,韩建,孙辉,王鹏. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[5]熔喷非织造用聚（3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯）/聚乳酸双组分生物降解材料的可纺性能[J]. 朱斐超,韩建,于斌,余洁,欧璐. 纺织学报. 2016(02)
[6]熔喷法非织造布技术进展及熔喷布的用途探索[J]. 奚爱儒. 科技创新与应用. 2015(34)
[7]PLA/HNTs纳米复合材料的制备、性能及其发泡行为[J]. 梁丽金,钟旭飘,谢德明. 材料科学与工程学报. 2015(05)
[8]世界生物基聚酰胺发展现状及展望[J]. 董建勋,屈建海,冯晓燕,郭小阳,张晓鹏,李世强,李吉芳. 合成纤维工业. 2015(05)
[9]恒天纤维集团入主聚乳酸纤维产业[J]. 华欣. 人造纤维. 2015(04)
[10]埃洛石纳米管增强聚合物复合材料研究进展[J]. 孙攀,刘国明,吕冬,董侠,吴景深,王笃金. 中国科学:技术科学. 2015(06)
博士论文
[1]具有新型界面结构的聚合物—埃洛石纳米复合材料[D]. 刘明贤.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]Cu-MOF/PLA熔喷用复合材料的制备及重金属吸附性能研究[D]. 张旭阳.浙江理工大学 2017
[2]PLA-PCL-PLA对熔喷用PLA/PCL共混材料相容性与可纺性影响的研究[D]. 曹勇民.浙江理工大学 2016
[3]驻极体聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能研究[D]. 张琦.浙江理工大学 2012
[4]聚乳酸熔喷非织造布的纺制及其结构与性能的研究[D]. 李玉梅.天津工业大学 2008
本文编号：3504248
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
熔喷纤维形成示意图
成为全球 PLA 原料的引导者[46]。图 1.3 不同使用功能的 PLA 产品分类图1.3.3 PLA 基改性生物基复合材料由于 PLA 材料本身也存在部分缺点，如使用温度比较低（一般低于其 Tg 55-60 ℃），常温下是一种硬而脆的材料，韧性和延展性差、结晶速度慢等。因此针对 PLA 这方面的缺点，许多研究工作由此展开。PLA的改性主要有物理共混法和化学接枝、嵌段共聚法[44, 47,48]。物理共混法相对经济、易操作，且生产效率高，可通过将具有不同特性的组分与 PLA 基体共混来实现 PLA 材料的增塑[49]、增韧[50]或增强改性[51]，其中全生物基体系受到了更多研究者的关注。PLA 与其它生物基脂肪族聚酯获得的全生物基共混材料，PLA 二元共混材料体系包括与 PCL[52-53]、聚乙烯醇（PEG）[54]、PHBV[55-56]、PBAT[57]、聚丁二酸丁二醇（PBS）[58]、聚碳酸酯（PPC）[59]和无机粒子[60-62]等；PLA 多元共混材料体系包括 PLA 与上述生物基脂肪族聚酯或无机填料（一般三种）共混得的多元 PLA 生物基聚合物合金[63]或 PLA 生物基有机-无机共混材料[64-66]，以达到各种材料之间性能的平衡。1.3.4 PLA 基纤维和纺粘非织造材料PLA 纺丝成形后形成的纤维或纤维网是其产品拓展的重要领域
图 1.5 HNTs 的结构和形貌[103,104,114,115]/HNTs 复合材料热塑性聚合物材料共混能够显著提高复合材料的力学性能、热性塑性聚合物材料主要包 PA/HNTs 复合材料（包括 PA6/HNTs[116,1172[120]等）、PP/HNTs 复合材料[121-123]、PLA/HNTs 复合材料等。的表面处理和 HNTs/聚合物复合材料的界面增容合物的填料，纳米无机填料对于聚合物基体性能的改善程度主要与聚合物基体间的界面作用力[124]。纳米填料的均匀分散增大了填，二者间的相互作用和材料本身的整体均一性均可提高；界面作身特性在聚合物基体材料中的充分发挥。在纳米填料均匀分散以较强作用力的情况下，复合材料受到载荷时应力和吸收外界热量外界响应传递到增强材料上，从而提高复合材料的强度、模量和方面，因 HNTs 具有合适分散的长径比，较低的表面羟基密度和
【参考文献】：
期刊论文
[1]PLA/PA11共混物的制备与分子动力学模拟[J]. 杨潞霞,付一政,廖黎琼. 功能材料. 2018(02)
[2]原位成纤复合材料研究进展[J]. 张婷婷,董珈豪,韦良强,孙静,黄安荣,秦舒浩. 塑料科技. 2017(06)
[3]微纤形态结构对PP/PA66原位微纤复合材料流变性能的影响[J]. 黄英,何亚东,姜李龙,康凯,信春玲. 高分子学报. 2017(05)
[4]DCD对PLA熔喷纤网结构和性能的影响（英文）[J]. 于斌,张旭阳,孔瑾瑾,朱斐超,Gajanan Bhat,韩建,孙辉,王鹏. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[5]熔喷非织造用聚（3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯）/聚乳酸双组分生物降解材料的可纺性能[J]. 朱斐超,韩建,于斌,余洁,欧璐. 纺织学报. 2016(02)
[6]熔喷法非织造布技术进展及熔喷布的用途探索[J]. 奚爱儒. 科技创新与应用. 2015(34)
[7]PLA/HNTs纳米复合材料的制备、性能及其发泡行为[J]. 梁丽金,钟旭飘,谢德明. 材料科学与工程学报. 2015(05)
[8]世界生物基聚酰胺发展现状及展望[J]. 董建勋,屈建海,冯晓燕,郭小阳,张晓鹏,李世强,李吉芳. 合成纤维工业. 2015(05)
[9]恒天纤维集团入主聚乳酸纤维产业[J]. 华欣. 人造纤维. 2015(04)
[10]埃洛石纳米管增强聚合物复合材料研究进展[J]. 孙攀,刘国明,吕冬,董侠,吴景深,王笃金. 中国科学:技术科学. 2015(06)
博士论文
[1]具有新型界面结构的聚合物—埃洛石纳米复合材料[D]. 刘明贤.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]Cu-MOF/PLA熔喷用复合材料的制备及重金属吸附性能研究[D]. 张旭阳.浙江理工大学 2017
[2]PLA-PCL-PLA对熔喷用PLA/PCL共混材料相容性与可纺性影响的研究[D]. 曹勇民.浙江理工大学 2016
[3]驻极体聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能研究[D]. 张琦.浙江理工大学 2012
[4]聚乳酸熔喷非织造布的纺制及其结构与性能的研究[D]. 李玉梅.天津工业大学 2008
本文编号：3504248
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