晶須增強PPC-PBS復合材料的力學性能與熱穩(wěn)定性的研究.pdf

1、生物降解聚酯樹脂具有良好的降解性和生物相容性，是寄予期望替代通用樹脂的一類綠色環(huán)保材料。目前已實現產業(yè)化并被應用的有聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己內酯(PCL)、聚羥基烷酸酯(PHA)、聚碳酸業(yè)丙酯(PPC)等。它們可采用化石原料的裂解產物或生物質高分子經發(fā)酵分解得到的產物經化學工藝合成的方法制備。有些材料如PHA等還可以通過生物合成。生物降解聚酯樹脂主要用于包裝、餐具、農用薄膜以及生物醫(yī)學等領域。其中，PBS的力學

2、強度和加工性能與低密度聚乙烯相似，用共聚或共混方法改性PBS以實現性能增強和降低成本，提高應用范圍等研究受到關注。以無機填料對PBS共混改性是重要的手段之一，而解決PBS與無機填料的界面問題是該領域研究的熱點和難點。聚碳酸亞丙酯(PPC)具有完全生物降解性，良好的氧阻隔性，儲能模量高等特點，但熱穩(wěn)定性差，PPC與其它生物降解材料共混復合在包裝及某些特殊領域具有潛在的應用前景。
　　本論文以無機碳酸鈣晶須(CCW)、硫酸鈣品須(CS

3、W)和鎂鹽晶須(MSW)等為填料，采用熔融共混技術手段制備了無機晶須增強的PPC/PBS復合材料。應用FT-IR、XPS、TG、DSC等技術探索了晶須填料，偶聯劑和環(huán)氧樹脂對晶須填料表面修飾前后復合材料的力學性能、界面特性和熱穩(wěn)定性等的影響。研究結果表明:CSW、CCW對PBS有增強作用，并且能夠在一定程度上提高復合材料的熱穩(wěn)定性，改善結晶性能，偶聯劑改性后，復合材料的力學性能有所提升，兩種晶須對復合材料的彎曲強度提高明顯。MSW、CS

4、W以及CCW在很大程度上能提高PPC的力學性能和熱穩(wěn)定性，CSW對PPC的力學性能提高最大，但是在材料加工過程中容易造成PPC的降解。MSW能夠較大幅度的提高PBS/PPC復合物的力學性能，偶聯劑和環(huán)氧樹脂改性可以使MSW的表面疏水性得到提高，環(huán)氧樹脂包覆偶聯劑改性的MSW表面疏水性最佳。力學性能測試結果顯示，在MSW添加量為30wt％時并經環(huán)氧樹脂和偶聯劑復合改性的MSW/PBS/PPC復合材料的力學性能最佳，此時彎曲強度為61.78

5、MPa，拉伸強度為35.63MPa。熱降解動力學研究結果表明:環(huán)氧樹脂表面處理MSW可以提高PBS/PPC復合材料的熱降解活化能，從而提高復合材料的熱穩(wěn)定性。結晶動力學研究結果說明在MSW添加量為5wt％，結晶冷卻速率為2℃·min-1時，偶聯劑、環(huán)氧樹脂以及偶聯劑環(huán)氧樹脂協同改性的M-MSWPBS/PPC復合材料的結晶度分別為33.22％，33.66％、33.44％，相比于未改性的MSWPBS/PPC復合材料的結晶度分別提高了0.72