热塑性淀粉/高密度聚乙烯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-01-25 00:19

　　目的研制可降解新型复合材料,以缓解传统石油基材料带来的环境污染。方法以高密度聚乙烯（HDPE）为基材,热塑性淀粉（TPS）为改性剂和添加剂,采用熔融共混法制备TPS质量分数为0,10%,20%,30%和40%的复合片材。结果通过分析比较TPS含量对TPS/HDPE片材物理性能的影响发现,TPS的加入降低了材料的韧性和塑性,增加了材料的刚性;当TPS质量分数达到40%时,与HDPE相比,拉伸强度下降了52.3%,断裂伸长率减少了90%以上,弯曲强度和弯曲模量分别提高了100.2%和70.5%。红外光谱分析显示在1200cm^-1处出现了新峰。DSC分析表明材料的熔融温度由136.1℃降低为132.7℃。当TPS质量分数为40%时,复合材料的疏水性最好。结论加入一定量的TPS可以改善HDPE的刚性和疏水性,为制备高性能淀粉基食品接触材料提供了一定的理论依据。 

【文章来源】：包装工程. 2020,41(21)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

TPS/HDPE复合片材的拉伸强度（n=6)

弯曲性能包括弯曲强度和弯曲模量，TPS对复合材料弯曲性能的影响见图2。纯HDPE的弯曲强度为5.3 MPa。随着TPS质量分数从0增加到40%，弯曲强度逐渐增大，弯曲模量也从578.4 MPa增加到985.8MPa。Syed等[19]对弯曲模量的测量也得到了类似结果，说明TPS的加入提高了聚合物基体的刚性，可能是因为TPS改性了分子链的分叉，起到了刚性填料的作用。2.2 红外光谱

不同浓度TPS/HDPE复合材料的DSC数据见图6和表3。随着TPS质量分数从0增加到40%，材料熔融温度（tm）降低，由136.1℃降低为132.7℃，向低温方向移动。随着TPS含量的增加，结晶度Xc呈减小趋势，说明在共混物中加入TPS会阻碍结晶，从而降低共混物的结晶度。揣成智等[25]的研究也得到了类似结果。共混物的结晶度随淀粉含量的增加而降低，有可能是部分TPS微粒接枝在聚合物上（见图3），使得HDPE链难以重新排列为整齐的HDPE，形成晶体的概率大大减少[26]。结晶度降低会影响材料的力学性能，使材料的拉伸强度降低、脆性增大，与力学性能的试验结果相一致。图4 TPS/HDPE复合片材的吸水性测试（n=3)

【参考文献】：
期刊论文
[1]可聚合淀粉的制备及其疏水性能研究[J]. 李成卓.  纺织科学与工程学报. 2019(03)
[2]生物质纤维基包装复合材料的研究现状[J]. 徐铭梓,黄丽婕,张晓晓,黄崇杏,柴坤刚,梁东武,宗梦婷.  包装工程. 2018(09)
[3]淀粉基食品包装膜材料的研究进展[J]. 张晓晓,黄丽婕,陈杰,徐铭梓,黄崇杏,柴坤刚.  包装工程. 2018(03)
[4]热处理对高密度聚乙烯结晶度及力学性能的影响[J]. 曾建,王苓.  塑料制造. 2016(05)
[5]高密度聚乙烯复合薄膜生物降解性的研究[J]. 揣成智,孙鹏,郑立行.  塑料科技. 2010(02)
[6]新型淀粉填充型塑料地膜的研制[J]. 陈建华,王鹏,孟令辉,郑彤,陈春云,舒静,赵宝秀.  材料科学与工艺. 2006(05)



本文编号：2998190