麦秸纤维和纳米粒子对聚乳酸复合材料力学性能和结晶度的影响

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聚乳酸及其复合材料是一种可降解、无污染的新型高分子材料，具有环保功效、市场潜力大等诸多优势，正逐渐成为材料研究和应用的热点。但是聚乳酸材料脆性大，并且结晶度低导致不耐高温，限制了其在众多领域的应用。因此对聚乳酸材料力学性能和结晶度的研究探索显得十分必要。
　　本实验首先采用热磨处理、硅烷偶联剂KH-550表面偶联处理、筛分粒径以及烘干处理等方式得到三种粒径大小的麦秸纤维并分别与聚乳酸粉末配成各个组分，然后通过挤出造粒、注塑成型的方式制备成试样。通过力学性能测试、扫描微观分析、傅里叶红外光谱分析、DSC测试等分析方法得到了各个试样的力学性能和结晶度数据。结果表明选用质量分数为15％的精细麦秸纤维与聚乳酸复合制备的试样综合性能相对较高，此时试样结晶度和玻璃化温度分别达到了38.44%和63.53℃，与纯PLA比较分别提高了14.5%和6%，但拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性未能达到提升的目的，与纯PLA相比反而有轻微降低，其值分别为51.07MPa、55.16MPa和4.08KJ/m2。
　　本实验又采用球磨处理的方式制备了纳米SiO2与微米ZnO混合的球磨粒子，并选取不同的粒子配方配成了nano-SiO2/PLA、nano-ZnO/PLA、球磨粒子/PLA以及共混粒子/PLA四种组分，经过成型和性能测试得到了各个试样的力学性能和结晶度数据。分析结果表明纳米SiO2、微米ZnO和PLA粉末简单共混成型的试样力学性能下降趋势明显，而纳米SiO2、微米ZnO球磨复合粒子与PLA粉末共混成型的试样力学性能相对较好；试验最终确定的最佳配方为添加质量分数为0.5%的球磨复合粒子与聚乳酸共混配方，按此配方制备的试样的结晶度、玻璃化温度、拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别为41.45%、65.22℃、68.82MPa、59.67MPa和4.92KJ/m2，较纯PLA分别提高了23.4%、8.8%、4.5%、9.1%和5.4%。

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作者
潘峤;
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作者单位

南京航空航天大学;

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授予单位南京航空航天大学;
学科材料加工工程
授予学位硕士
导师姓名姚正军;
年度 2012
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类非金属复合材料;
关键词
麦秸纤维; 纳米粒子; 聚乳酸复合材料; 力学性能; 结晶度;

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