常见分散剂对青霉素菌渣/低密度聚乙烯复合材料性能的影响及机理分析

发布时间：2021-03-29 08:36

　　采用青霉素菌渣为生物原料,结合低密度聚乙烯（LDPE）材料制备复合材料,并通过加入凹凸棒石和轻质碳酸钙进一步优化复合材料性能。对制成的复合材料进行力学性能测试,结合红外光谱扫描和形貌测试分析等手段,分析复合材料制备过程中的微观和机理变化。结果表明:凹凸棒石和轻质碳酸钙都对菌渣粉有很好的分散作用,其中凹凸棒石具有的分层链状结构对菌渣粉的分散效果更好。当青霉素菌渣粉末与凹凸棒石质量比为1:2时,添加15%的混合粉末,3%的马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）和聚乙烯蜡,1%的白油制成的复合材料力学性能最佳,此时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量为12.5、8.39、186 MPa,分别为基体材料的87.4%、134.2%、145.3%。 

【文章来源】：塑料科技. 2020,48(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 两种分散剂对生物复合材料拉伸强度的影响

图2为两种分散剂对生物复合材料弯曲强度的影响。由图2a可知，弯曲强度随着混合粉含量的增加而增大，后续保持增长持平，凹凸棒石是一种分层链状过渡结构，具有可塑性、黏性、良好的胶体性质[14]，增强了LDPE的刚性。由图2b可知，弯曲强度随着混合粉含量的增加先增加后降低，轻质碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用[11]，但是当轻质碳酸钙过多时，会造成沉积，影响塑料制品本身的力学性能。因此可得，凹凸棒石分散性能较轻质碳酸钙更好，增强体系刚性能力更强。从图2明显看出，混合粉比例为1:2时，复合材料的弯曲强度优于其他两组比例，考虑复合材料综合力学性能，应选择混合粉比例1:2，添加量为15%，此时，凹凸棒石和轻质碳酸钙制备的复合材料弯曲强度分别为8.39 MPa和7.68 MPa。2.1.3 两种分散剂对生物复合材料弯曲模量的影响

图3为两种分散剂对生物复合材料弯曲模量的影响。LDPE是聚乙烯树脂中最轻品种，具有良好柔软性，加入的凹凸棒石和轻质碳酸钙有助于LDPE刚性结构的增强。由图3可知，两种分散剂所制备的生物塑料的弯曲模量都在持续增长。凹凸棒石作为常见塑料填料，其分层链状结构对复合材料的硬度和刚性有很大提升，由图3a可知，弯曲模量最高达到257 MPa，增长速率大。同样轻质碳酸钙作为常见塑料添加剂，在塑料制品中能起到一种骨架作用，大大削弱了LDPE的柔软性，使复合材料刚性增强，弯曲模量增大。由图3b可知，弯曲模量持续增长但速率平缓，最高弯曲模量为200 MPa。这说明凹凸棒石作为分散剂对生物塑料的弯曲模量性能增益最大。由图3可知，混合粉比例1:2时最优，考虑到复合材料综合性能，应选择混合粉比例1:2，添加量为15%，此时，凹凸棒石和轻质碳酸钙制备的复合材料弯曲强度分别为186 MPa和166 MPa。2.2 红外光谱分析

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3107269