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文章编号:1001-9731(201405-05037-04
木粉/聚乳酸可降解复合材料性能研究*
宋丽贤,姚妮娜,宋英泽,丁涌,杨松
(西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点
实验室培育基地,四川绵阳621010
摘要:用生物可降解材料聚乳酸(PLA和桉木粉(WF为原料,制备木
粉/聚乳酸(WF/PLA复合材料,为实现木塑复合材料完全生物降解提
供新思路。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR、扫描电子显微镜(SE
M、同步热分析仪(TG/DSC及电子万能试验机研究了改性前后木粉的红外
结构,WF/PLA复合材料的微观形貌、热性能和结晶性能以及其力学
性能。结果表明,偶联剂KH-570的烷基结构成功接枝到了木粉表面;改
性后的木粉在聚乳酸基体中分散均匀;木粉的添加有利于WF/PLA复合材料异
相成核结晶和热稳定性的提高;木粉对PLA起到增强作用,当木粉填量为
50%(质量分数时,WF/PLA复合材料的拉伸强度最大,值为29.9MPa,比纯P
LA提高了10MPa,木粉填量为30%(质量分数时,WF/PLA复合材料的弯曲强
度最大,值为43.2MPa,比纯PLA提高了7.3MPa。
关键词:聚乳酸;木粉;复合材料;力学性能;微观形貌
中图分类号:TQ327.8文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1001-9731.
2014.05.008
1引言
木塑复合材料因其兼具原木材料和高分子材料的优点而得以飞速发展,在航
天、汽车内饰、建筑结构材料、物流、园林、室内装潢等方面得到
极为广泛的应用[1-2]。但是,木塑复合材料大多采用石油基高分子材料如聚乙
烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等[3-8],然而,随着石油储量的日益减
少,石油价格不断提升,固体废弃物处理的难度增加,由此引发的环境和经济
问题,使得人们开始希望通过制备生物降解高分子材料来缓解当前由塑料制品引
发的环境和经济危机。聚乳酸是淀粉基塑料,来源丰富且可再生,木纤维也是自
然界中可再生的绿色资源,两者皆可源于自然,还于自然,因此,聚乳
酸木塑复合材料可实现完全生物降解[9]。目前聚乳酸木塑复合材料的
研究不多,关于该体系的研究也不够系统,因此本文主要采用桉木粉与聚乳
酸进行复合,通过改善木粉与聚乳酸的界面作用
和改变木粉的填量来制备性能优良的聚乳酸基木塑复合材料。
2实验
2.1实验试剂
聚乳酸,AI-1015,熔融指数2g/10min,深圳市易生新材料有限公司;桉木
粉:80目,德清林牌木粉有限公司;聚乙二醇(PEG-400,成都市科龙化工试
剂厂;-γ丙基三乙氧基硅烷(KH-570,成都市科龙化工试剂厂;二甲基硅油,
成都市科龙化工试剂厂。
2.2实验设备及仪器
精密电子天平,ESJ210i-4,上海良平仪器仪表有限公司;高速混合
机,SHR-5A,莱州市江源机械有限公司;双辊开炼机,KT-202-A,上海
开特仪器有限公司;平板硫化机,TR-501-B,宝轮精密检测仪器有限公司;微
机控制电子万能试验机,MT-5105,深圳市新三思材料检测有限公司;扫描电
子显微镜S440,LeicaCambridgeLTD公司;同步热分
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