淀粉/聚乙烯醇复合材料的制备及性能

发布时间：2021-01-18 11:29

　　采用玉米淀粉、聚乙烯醇、水及少量甘油为原料,在90～100℃的条件下,直接注塑成型,制备了淀粉/聚乙烯醇复合材料。采用扫描电子显微镜、热重分析仪、万能试验机、冲击试验机及土壤掩埋法,研究了淀粉/聚乙烯醇复合材料的微观形貌、力学性能及降解性能。结果表明,随着聚乙烯醇含量的增加,复合材料的断裂伸长率和冲击强度逐渐上升,当聚乙烯醇含量增至20%时,断裂伸长率和冲击强度分别达到50. 1%、27. 3 k J/m2;降解速率逐渐下降,其值在聚乙烯醇含量增至20%时,下降至39. 0%;拉伸强度呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇含量为10%时,达到最大值15. 0 MPa。 

【文章来源】：塑料. 2020,49(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

样品冲击断面SEM照片

图2a为样品的拉伸性能趋势图。由图2a可知，样品的拉伸强度随PVA含量上升呈先上升后下降趋势。当PVA含量为10%时，拉伸强度达到最大值，为15.0 MPa。高分子材料的拉伸强度与分子间的作用力有关。当PVA含量不高于10%时，其具有成核剂的作用，能增大淀粉的结晶度，使淀粉分子间的作用力增强，样品的拉伸强度增加。当PVA含量继续增加时，分布在淀粉分子间的PVA分子增多，淀粉分子间的作用力开始减弱，导致样品的拉伸强度下降。样品的断裂伸长率随PVA含量上升呈逐渐上升趋势。高分子材料的断裂伸长率与分子间的相对运动能力有关。随着PVA含量增加，淀粉分子间距增大，淀粉分子间的相对运动能力增强，因此，样品的断裂伸长率上升。图2b为样品的冲击性能变化图。由图2b可知，样品的冲击强度随PVA含量上升亦呈逐渐上升趋势。高分子材料的冲击强度与分子链的柔顺性有关。PVA的加入增大了淀粉分子间距，减少了淀粉分子间的作用力，增强了淀粉分子柔顺性。因此，随PVA含量的增加，样品的冲击强度提高。

热重法通常用来测量试样的质量变化与温度的关系，为分析样品的热氧降解情况，对样品进行了热重分析，测试结果如图3所示。由图3可知，样品1的失重可分为4个阶段。第1阶段为室温～210℃，样品有微小的失重现象。这是由于，样品中的水分和甘油明显挥发;第2阶段为275～350℃，样品失重速率最快，这是由于，样品中的淀粉分子链发生了分解;第3阶段为350～500℃，样品失重速率变缓，这是由于，样品中的淀粉分子链分解后的剩炭层发生了氧化，生成了挥发性CO2气体;第4阶段为500℃以后，为平衡阶段。样品2～5的失重亦可分为4个阶段，但第2至3阶段区间的端点温度低于样品1，并且，该趋势随PVA的含量增加变得明显。这是由于，PVA含有易热氧降解的CH3COO—侧链，PVA的热氧降解使淀粉分子链分解后的剩炭层变得蓬松。

【参考文献】：
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本文编号：2984870