麥秸稈-淀粉全降解復(fù)合材料制備及其性能研究.pdf

1、節(jié)能和環(huán)保是當(dāng)今世界的緊迫要求。開發(fā)和利用農(nóng)作物廢棄物等可再生且能降解的復(fù)合材料已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，是環(huán)境友好材料研究領(lǐng)域未來的發(fā)展方向，也是農(nóng)作物廢棄物利用和抑制環(huán)境污染的有效途徑之一。用農(nóng)作物秸稈和淀粉制備的復(fù)合材料，具有其它復(fù)合材料無法比擬的質(zhì)輕價(jià)廉、可再生及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。秸稈淀粉復(fù)合材料的研究和應(yīng)用對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　本課題以甘油為增塑劑，馬鈴薯淀粉為基體，采用混煉的方法制備熱塑性淀粉;以5％的硅烷偶

2、聯(lián)劑KH550改性的麥秸稈粉為填充材料，以熱塑性淀粉為基體，采用模壓成型方法制備了甘油含量分別為0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％的麥秸稈/淀粉復(fù)合材料、麥秸稈填充量分別為:20％、40％、60％、80％的麥秸稈/淀粉復(fù)合材料、麥秸稈纖維長度分別為:5mm、10mm、15mm的麥秸稈/淀粉復(fù)合材料以及三種不同基體的麥秸稈纖維增強(qiáng)全降解復(fù)合材料，對比了不同甘油含量、不同麥秸稈填充量不同麥秸稈纖維尺寸、不同基體對麥秸稈纖維

3、增強(qiáng)全降解復(fù)合材料力學(xué)性能、硬度、導(dǎo)熱性能、吸水吸濕性能和表面微觀結(jié)構(gòu)。主要結(jié)論如下:
　　(1)用模壓成型方法制備麥秸稈/淀粉復(fù)合材料，以拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度為優(yōu)化目標(biāo)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，研究表明:麥秸稈/淀粉全降解復(fù)合材料模壓成型的最佳工藝參數(shù)為:模壓溫度150℃，模壓壓力12MPa，模壓時(shí)間10min。
　　(2)采用60％麥秸稈粉和40％熱塑性淀粉制備甘油含量0％，10％，20％，30％，40％，50％，60％麥秸

4、稈/淀粉復(fù)合材料，研究甘油含量對麥秸稈/淀粉復(fù)合材料性能影響表明:甘油含量低于10％時(shí)，材料表面發(fā)黃且性能發(fā)脆，降解明顯;當(dāng)甘油含量大于50％時(shí)，麥秸稈/淀粉復(fù)合材料呈油性，其力學(xué)性能差，塑化效果不好。當(dāng)甘油含量（占淀粉質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）為40％時(shí)，麥秸稈/淀粉全降解復(fù)合材料各項(xiàng)性能較優(yōu)，與不添加甘油相比，其拉伸強(qiáng)度提高了100.72％，斷裂伸長率提高了25.50％，彎曲強(qiáng)度提高了116.69％，彎曲模量提高了43.51％，沖擊強(qiáng)度提高了1

5、01.79％，導(dǎo)熱系數(shù)降低了2.73％。
　　(3)采用分別與20％、40％、60％、80％的麥秸稈粉（甘油含量為淀粉質(zhì)量的40％）制備麥秸稈/淀粉復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，麥秸稈填充量為80％時(shí)，麥秸稈/淀粉(全)降解復(fù)合材料的綜合性能較優(yōu)，與麥秸稈填充量為20％相比，其拉伸強(qiáng)度提高了317.82％，彎曲強(qiáng)度提高了444.54％，彎曲模量提高了1559.73％，沖擊強(qiáng)度提高了9.84％，硬度提高了181.38％，導(dǎo)熱系數(shù)降低了28

6、.08％。
　　(4)采用麥秸稈纖維尺寸分別為5mm、10mm、15mm（甘油含量為淀粉質(zhì)量的40％）制備麥秸稈/淀粉復(fù)合材料。所制得復(fù)合材料表面有附著橫豎不一的麥秸稈纖維，很有自然美，表面美觀，具有一定的藝術(shù)欣賞性，其各項(xiàng)性能分析結(jié)果表明，10mm纖維尺寸的麥秸稈/淀粉復(fù)合材料的綜合性能較優(yōu)，與纖維尺寸為5mm和15mm相比，其拉伸強(qiáng)度分別提高了267.38％和65.50％，斷裂伸長率分別提高了127.27％和0.62％，彎曲強(qiáng)

7、度分別提高了63.65％和10.46％，沖擊強(qiáng)度分別提高了9.18％和21.82％，瞬時(shí)吸水率分別降低了0.43％和0.85％。
　　(5)采用淀粉膠粘劑、桃膠粉分別與麥秸稈粉制備全降解復(fù)合材料（其中麥秸稈粉含量均為60％）。研究結(jié)果表明，麥秸稈/桃膠粉全降解復(fù)合材料的綜合性能較優(yōu)，與熱塑性淀粉和淀粉膠粘劑基體相比，其拉伸強(qiáng)度分別提高了27.20％和799.23％，斷裂伸長率分別降低了34.26％和258.51％，彎曲強(qiáng)度分別提高