生物降解黃麻-PBS復合材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人類觀念的更新，人們的環(huán)保意識不斷提高，對纖維增強復合材料的可降解性也提出了新的要求。采用環(huán)保價廉的天然纖維作為增強相、可降解材料作為基體相，開發(fā)具有優(yōu)良性價比的完全可生物降解復合材料，對于解決當前的環(huán)境污染問題和可持續(xù)發(fā)展問題有著重要的意義。黃麻纖維價格低廉，比強度和比模量等力學性能較高，作為復合材料增強相具有潛在的工業(yè)應用價值。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)于20世紀90年代進入材料研究領(lǐng)域，并迅速成為可廣泛推廣應用的通

2、用型完全生物降解塑料的研究熱點。 在此背景下，本文以黃麻短纖維為增強材料，以生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)為基體，采用模壓成型技術(shù)制備完全生物降解的黃麻纖維增強PBS復合材料，討論不同脫膠程度、纖維含量、表面處理對黃麻/PBS復合材料性能的影響，并檢測黃麻/PBS復合材料的生物降解性。 為了研究纖維脫膠程度對黃麻/PBS復合材料性能的影響，對黃麻原麻纖維(殘膠率為14.37％)進行不同程度的堿煮，得到殘膠率為4.

3、73％和2.60％的半脫膠黃麻纖維，并分別以原麻纖維和上述兩種半脫膠黃麻纖維為增強相制備復合材料。性能評價發(fā)現(xiàn)，與純PBS相比，黃麻/PBS復合材料的強度和模量提高，伸長率和韌性下降。原麻纖維增強PBS復合材料的強度、模量與純PBS相比提高不明顯；而殘膠率為4.73％和2.60％的黃麻纖維增強復合材料提高較大，三者的伸長率和韌性差異不明顯。黃麻纖維殘膠率由4.73％降低為2.60％時，相應復合材料的強度和模量提高不大。 對纖維含

4、量分別為10％、20％和30％的復合材料進行性能比較發(fā)現(xiàn)，一定含量的黃麻纖維能夠顯著提高復合材料的力學性能。隨著纖維含量增加，復合材料拉伸強度先增大后減小，并在10％時達到最大值，比純PBS提高了30.1％；彎曲強度和模量都隨纖維含量增加而遞增，其中30％纖維含量復合材料的彎曲模量與純PBS相比提高了近2倍；伸長率和韌性隨纖維含量的增加而逐漸減小。 通過拉伸、彎曲性能測試、紅外分析和掃描電子顯微鏡觀察，探討堿處理和硅烷偶聯(lián)劑KH

5、—570處理對材料性能的影響。結(jié)果表明：堿處理和硅烷偶聯(lián)劑KH—570處理均能夠提高黃麻纖維的表面粗糙度，從而改善黃麻纖維與PBS樹脂之間的界面粘結(jié)性能，提高黃麻/PBS復合材料的力學性能，其中彎曲模量提高十分顯著，分別比未處理黃麻增強復合材料增大了59.4％和90.2％。此外研究結(jié)果還表明，硅烷偶聯(lián)劑KH—570的處理效果比堿處理好。 在土埋條件下測試黃麻/PBS復合材料的生物降解性能，并對降解過程中材料的表面形貌進行觀察。結(jié)