聚乳酸/氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料及其在剪切场中的结构变化和形态发展
批准号:
51163013
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
48.0 万元
负责人:
甄卫军
依托单位:
学科分类:
E0305.高分子共混与复合材料
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
庞桂林、刘月娥、毛晓颖、李进、申丹、韩卫
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中文摘要
本项目以稀有新疆优质皂石为基体,以超声和微波技术为依托,采用水解法制备纳米ZnO柱撑有机皂石,并研究其表面性质、热稳定性和层间柱结构,探索纳米Zn0柱撑有机皂石制备的新技术、新方法,揭示纳米Zn0柱撑有机皂石构效关系。利用Zn0柱撑有机皂石,在其层间域催化乳酸单体缩聚制备绿色剥离型PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料,实现催化剂和分散相一体化、原位聚合反应定域化且复合材料的分子量分布达到可控性,并研究复合材料的微观结构与性能。利用熔融插层法制备PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料,研究其性能及剪切场中复合材料的流变响应行为,获得PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的流变-微观结构之间的相关性以及插层中PLA基体与ZnO柱撑有机皂石片层间纳米尺度复合的可控性,考察剪切速率、应变、温度梯度等加工因素的影响,揭示复合材料体系在剪切场中的形成过程、剥离机理、形态发展与结构变化等基本理论问题。
英文摘要
本项目以稀有新疆优质皂石为基体,以超声和微波水解法制备Zn0柱撑有机皂石,并研究其热稳定性、层间柱结构和构效关系。以乳酸和丙交酯为单体,Zn0柱撑有机皂石催化作用下,实现原位插层聚合反应定域化,性能与结晶速率提高。同时研究了PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料在剪切场中的流变响应行为、储能模量、刚性与弹性的影响机制,实现了PLA基体与ZnO柱撑有机皂石片层间纳米尺度复合的可控性,表明ZnO柱撑有机皂石片兼具催化剂和功能性助剂的于一体,有利于PLA材料的高性能化。.(1)当柱撑比例为10:1时,制得剥离型的ZnO柱撑皂石,ZnO粒径为20-50nm,均匀分散在皂石片层层间域。以ZnO柱撑皂石为催化剂,以乳酸为聚合单体,通过原位插层聚合法制备了PLA/ZnO柱撑皂石纳米复合材料,并获得最优工艺,聚合反应符合三级反应动力学模型。Zn0柱撑皂石具有层间域催化作用,实现催化剂和分散相一体化、反应定域化且分子量分布可控,ZnO柱撑皂石有效提高PLA结晶度及其热稳定性,并赋予PLA材料紫外屏蔽性。.(2)通过有机插层法制备了ZnO柱撑有机皂石,并具有良好的抗菌性。以ZnO柱撑有机皂石为催化剂、丙交酯为单体,分别通过热聚合法和微波法制备出较高分子量的PLA复合材料,并获得反应动力学模型,ZnO柱撑有机皂石明显提高了PLA的结晶度和热稳定性。采用异氰酸酯基对PLA进行了熔融扩链反应,扩链显著提高PLA的分子量,其结晶度高、熔点、热稳定性能均明显提高。.(3)通过熔融插层法制备了PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料。0.1 % ZnO柱撑有机皂石量可以显著提高PLA复合材料的综合性能。剪切场中当温度达到120℃时,材料的储能模量开始迅速提高, ZnO柱撑有机皂石抑制了特殊网状结构的产生,增强了复合材料的刚性与弹性。ZnO柱撑有机皂石缩短了PLA的t1/2,Avrami指数在2.18-4.77之间,PLA晶体以二维或三维的方式增长,Ozawa模型计算和POM分析表明ZnO柱撑有机皂石提高了材料的结晶速率。PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米膜材料具有良好的紫外屏蔽性和抗菌性能,可以应用于包装和保鲜领域。
期刊论文列表
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Performance and Structure Characterization of Poly-lactic Acid/Zinc Oxide Pillared Organic Saponite Nanocomposites by Solution Intercalation
溶液插层法表征聚乳酸/氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料的性能和结构
DOI:--
发表时间:--
期刊:Polymer-Korea
影响因子:0.4
作者:Weijun Zhen;Shengzhen Bian;Jinlu Sun;Xi Xi
通讯作者:Xi Xi
DOI:--
发表时间:2015
期刊:高分子材料科学与工程
影响因子:--
作者:郑优雅;甄卫军
通讯作者:甄卫军
DOI:--
发表时间:2013
期刊:新疆大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:孙金陆;甄卫军
通讯作者:甄卫军
DOI:--
发表时间:2013
期刊:高分子材料科学与工程
影响因子:--
作者:李进;甄卫军;申丹;韩卫
通讯作者:韩卫
Properties, Structure and Crystallization of Poly Lactic Acid/Zinc Oxide Pillared Organic Saponite Nanocomposites
聚乳酸/氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料的性能、结构及结晶
DOI:10.7317/pk.2014.38.3.299
发表时间:2014-05
期刊:Polymer(Korea)
影响因子:--
作者:Weijun Zhen;Jinlu Sun
通讯作者:Jinlu Sun
基于新疆天山北坡经济带自然环境的聚乳酸地膜的老化规律、服役寿命预测及其对大田覆膜的指导策略
- 批准号:52163014
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:35万元
- 批准年份:2021
- 负责人:甄卫军
- 依托单位:
基于功能化黄腐植酸的聚乳酸结晶调控及聚乳酸材料的高性能化
- 批准号:51663022
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:42.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:甄卫军
- 依托单位:
聚乳酸-环糊精包合物的可控制备、结晶行为及性能研究
- 批准号:51263019
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:甄卫军
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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