导　　师： 梁继才

学科专业： H0502

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 吉林大学

摘　　要： 近年来，人类面临着严重的环境污染和资源短缺问题。因此，广泛使用聚乳酸(PLA)这种生物降解非石油基材料成为未来的发展趋势。但是聚乳酸脆性高、抗冲击性能差、热稳定性能差，这些缺点严重地限制了它的应用范围。本文采用黄麻纤维作为增强组分，它既能对基体材料起到增强作用，又能起到成核剂的作用，提高材料的热稳定性。然而黄麻纤维具有亲水性，与疏水性聚乳酸之间的相容性差，因此采用硅烷偶联剂或马来酸酐接枝聚乳酸(MAPLA)作为相容剂。并采用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为增韧组分。然而PLA不能与PBS很好地相互融合，所以采用过氧化二异丙苯(DCP)促进PLA和PBS的交联反应，使得二者能够更好地融合在一起。本文通过熔融共混制备了PLA/黄麻纤维复合材料、PLA/PBS/黄麻纤维复合材料。并采用力学测试、差示扫描量热分析、扫描电子显微镜研究了复合材料的各项性能。实验结论如下：1.随着黄麻纤维含量的增加，PLA/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度提高，断裂伸长率降低。复合材料的拉伸强度和冲击强度都会随纤维长度的增大而呈现先提高后降低的变化趋势，断裂伸长率会随之降低。在热性能方面，黄麻含量较高时，出现两个熔融吸热峰，是由于出现了更规整的晶体结构。黄麻纤维的添加能使结晶度略有提高，是因为黄麻纤维能起到成核剂的作用。随着黄麻纤维长度的增加，结晶度升高。2.采用硅烷KH550溶液对黄麻纤维进行表面硅烷化。随着硅烷溶液浓度的增大，复合材料的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率都会先升高后降低。当硅烷溶液浓度为1wt%时，力学性能达到最优，黄麻纤维与PLA之间的界面相容性良好。在热性能方面，随着硅烷溶液浓度的增大，玻璃化转变温度、冷结晶温度和熔融温度先升高后降低。硅烷含量过高时，会出现两个熔融吸热峰，说明硅烷官能团自聚合生成的二聚物和低聚物起到成核剂的作用。3.制备MAPLA作为界面相容剂。随着MAPLA含量的增大，复合材料的拉伸强度和冲击强度都会先提高后降低，断裂伸长率会随之降低。当MAPLA含量为3wt%时，复合材料的力学性能达到最优，黄麻纤维与PLA之间的界面相容性良好。在热性能方面，随着MAPLA含量的增大，玻璃化转变温度和冷结晶温度有所升高。MAPLA的添加使得熔融吸热出现两个峰，说明MAPLA能起到成核剂的作用。聚乳酸的结晶度随MAPLA含量的增大而提高。4.随着PBS含量的增大，复合材料的冲击强度先提高后降低，断裂伸长率升高，拉伸强度降低。在热性能方面，添加PBS时，出现两个熔融吸热峰。5.采用DCP作为交联剂。DCP的添加使得复合材料的力学性能要优于未加DCP时，是因为DCP使得PBS能与PLA很好地融合在一起。在热性能方面，DCP使得玻璃化转变温度、冷结晶温度和熔融温度升高，结晶度降低。

关 键 词： 聚乳酸 聚丁二酸丁二醇酯 黄麻纤维 硅烷偶联剂 马来酸酐接枝聚乳酸

分 类 号： [TB332]

领　　域： [一般工业技术]