可生物降解PBS-劍麻纖維復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外對(duì)可生物降解聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的研究主要集中在合成工藝和性能改進(jìn)方面，PBS熔點(diǎn)較高，熱穩(wěn)定型較好，加工性能也較好，在部分領(lǐng)域已經(jīng)開始工業(yè)化應(yīng)用，然而 PBS也存在剛性較差和價(jià)格偏高等不足之處，需要對(duì)其進(jìn)行改性。為保證其可生物降解性能，我們選擇天然植物纖維劍麻作為增強(qiáng)纖維，劍麻纖維性能較好，來源豐富，成本低廉，可以在提高材料性能的同時(shí)降低成本。本文通過熔融擠出方法制備了 PBS/劍麻纖維復(fù)合材料，對(duì)劍麻纖維進(jìn)行一定的表面預(yù)

2、處理，增強(qiáng)纖維與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，并通過SEM、DSC、TG等研究了復(fù)合材料的微觀形貌和熱性能，采用土埋法研究了復(fù)合材料的生物降解性能。主要內(nèi)容如下：
　　（1）采用偶聯(lián)劑處理劍麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究表明，硅烷偶聯(lián)劑KH-550的處理效果明顯優(yōu)于其他硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯類偶聯(lián)劑，不使用偶聯(lián)劑時(shí)，劍麻纖維與基體PBS的結(jié)合性能很差，不能擠出成型，當(dāng)KH-550的用量為4wt％時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能較好，偶聯(lián)劑用量過多或過少都會(huì)

3、影響復(fù)合材料的力學(xué)性能，此時(shí)相對(duì)純 PBS樹脂而言，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度幾乎不變，彎曲強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度分別提升了100%和62%；劍麻纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt%時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳。
　　（2）采用堿溶液處理劍麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究表明，堿處理的最佳濃度為9g/L，濃度過高或過低都會(huì)影響復(fù)合材料的力學(xué)性能，相對(duì)未經(jīng)堿溶液處理的復(fù)合材料而言，拉伸強(qiáng)度提高了10%，彎曲強(qiáng)度提高了7%，缺口沖擊強(qiáng)度提高了25%；當(dāng)注射壓力為50

4、 MPa，保壓壓力為40 MPa時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳。
　?。?）對(duì)復(fù)合材料微觀形貌的研究表明，劍麻纖維含量較少時(shí)，在基體內(nèi)分散不均，含量較高時(shí)，能夠交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)承擔(dān)應(yīng)力；未使用偶聯(lián)劑時(shí)，纖維以拔出為主，使用偶聯(lián)劑后，纖維以拉斷為主；適當(dāng)濃度的堿處理能夠提升纖維與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。
　　（4）對(duì)復(fù)合材料熱性能的研究表明，劍麻纖維的加入能夠提升復(fù)合材料的耐熱性能，但同時(shí)也使復(fù)合材料的加工性能和熱穩(wěn)定性變差，結(jié)晶度