壳聚糖对聚乳酸/竹纤维复合材料的性能影响
发布时间：2021-12-18 01:00
以聚乳酸（PLA）为基体材料,竹纤维（BF）为增强材料,乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）为增塑剂,壳聚糖（CS）为填充剂,采用注塑工艺制备了PLA/BF/CS复合材料。探讨了PLA/BF/CS复合材料的相容性、热性能、力学性能和吸水性,结果表明:少量CS有利于提高复合材料之间的界面相容性,当CS含量超过10%时,相容性变差;随CS含量的增加,PLA/BF/CS复合材料的热分解温度发生前移,热稳定性变差;少量的CS对PLA/BF/CS复合材料的拉伸强度略有增强而对韧性则有减弱作用;当CS含量超过10%时,拉伸强度显著变差而韧性却得到较好的改善;复合材料的吸水率则随着CS含量的增加呈现上升趋势。
【文章来源】：塑料. 2017,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的XＲD衍射图
性很有帮助。CS含量:(a)、(c)3%;(b)、(d)15%。图2CS含量3%和CS含量15%的复合材料的SEM图图3为CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图。从图3中可以看出，3428cm－1是复合材料—OH的伸缩振动峰，2874cm－1归属于CS分子中C—H伸缩振动的吸收峰，1594cm－1(—NH2)和1382cm－1(—NHCO)分别是CS分子中氨基的特征吸收峰［10］，但出现红移现象，研究［11］显示，氢键的形成会使X—H的吸收谱带发生红移现象，由此判断，此复合体系中的CS形成了氢键作用，即PLA和CS之间存在相互作用，有利于体系相容性的提高。图3CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图2.2CS含量对PLA/BF/CS复合材料热性能的影响图4为不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的TG和DTG图。从图4中可以看出，不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料与未添加CS的PLA/BF/CS复合材料的热分解温度差异不大，但随着CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料的热分解温度前移，热稳定性变差。PLA/BF/CS复合材料的失重主要表现在3个阶段，第一阶段是在100℃前，该阶段的失重主要是由材料中水分的蒸发导致的，因为含水量不高，所以失重现象不明显;PLA/BF/CS复合材料的第二失重阶段因CS添加量的不同略有差异，主要表现在:随CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料第二阶段的失重起始温度发生前移，并随着CS在复合材料中含量的增加前移温度增加;同时从曲线中也可以看到该阶段的失重比率随CS含量的增加呈减小的趋势，从未添加CS的82.38%降到添加20%CS的73.75%，从图4(b)中也可以看出，随着CS含量的增加，其最大失重速率往低温方向移动，从未添加的Ts=323.02℃降到添加20%CS的Ts=307.90℃。这是(a)TG;(b)DTG。CS含量:1－0%;2－5%;3－10%;4－15%;5－20%。图4不同CS
含量:(a)、(c)3%;(b)、(d)15%。图2CS含量3%和CS含量15%的复合材料的SEM图图3为CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图。从图3中可以看出，3428cm－1是复合材料—OH的伸缩振动峰，2874cm－1归属于CS分子中C—H伸缩振动的吸收峰，1594cm－1(—NH2)和1382cm－1(—NHCO)分别是CS分子中氨基的特征吸收峰［10］，但出现红移现象，研究［11］显示，氢键的形成会使X—H的吸收谱带发生红移现象，由此判断，此复合体系中的CS形成了氢键作用，即PLA和CS之间存在相互作用，有利于体系相容性的提高。图3CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图2.2CS含量对PLA/BF/CS复合材料热性能的影响图4为不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的TG和DTG图。从图4中可以看出，不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料与未添加CS的PLA/BF/CS复合材料的热分解温度差异不大，但随着CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料的热分解温度前移，热稳定性变差。PLA/BF/CS复合材料的失重主要表现在3个阶段，第一阶段是在100℃前，该阶段的失重主要是由材料中水分的蒸发导致的，因为含水量不高，所以失重现象不明显;PLA/BF/CS复合材料的第二失重阶段因CS添加量的不同略有差异，主要表现在:随CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料第二阶段的失重起始温度发生前移，并随着CS在复合材料中含量的增加前移温度增加;同时从曲线中也可以看到该阶段的失重比率随CS含量的增加呈减小的趋势，从未添加CS的82.38%降到添加20%CS的73.75%，从图4(b)中也可以看出，随着CS含量的增加，其最大失重速率往低温方向移动，从未添加的Ts=323.02℃降到添加20%CS的Ts=307.90℃。这是(a)TG;(b)DTG。CS含量:1－0%;2－5%;3－10%;4－15%;5－20%。图4不同CS含量的PLA/BF/CS?
【参考文献】：
期刊论文
[1]木粉含量对木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料性能影响[J]. 吕闪闪,曹军,谭海彦,顾继友,张彦华. 功能材料. 2015(02)
[2]不同增容剂对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 杨龙,左迎峰,顾继友,谭海彦,张彦华. 高分子材料科学与工程. 2014(08)
[3]羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸高吸水树脂的制备及抑菌性能[J]. 王开明,黄惠莉,王忠敏. 工程塑料应用. 2012(09)
[4]热模压工艺参数对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度的影响[J]. 毛海良,周海明,盛奎川,骆一凡. 材料科学与工程学报. 2012(04)
[5]热致相分离制备聚乳酸纳米纤维支架[J]. 刘淑琼,肖秀峰,刘榕芳,林月红,钟章裕,焦简金. 高等学校化学学报. 2011(02)
[6]羟丙基甲壳素接枝聚乳酸的合成和表征[J]. 刘预,田丰,陈刚,胡克鳌. 材料导报. 2004(02)
本文编号：3541307
【文章来源】：塑料. 2017,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的XＲD衍射图
性很有帮助。CS含量:(a)、(c)3%;(b)、(d)15%。图2CS含量3%和CS含量15%的复合材料的SEM图图3为CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图。从图3中可以看出，3428cm－1是复合材料—OH的伸缩振动峰，2874cm－1归属于CS分子中C—H伸缩振动的吸收峰，1594cm－1(—NH2)和1382cm－1(—NHCO)分别是CS分子中氨基的特征吸收峰［10］，但出现红移现象，研究［11］显示，氢键的形成会使X—H的吸收谱带发生红移现象，由此判断，此复合体系中的CS形成了氢键作用，即PLA和CS之间存在相互作用，有利于体系相容性的提高。图3CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图2.2CS含量对PLA/BF/CS复合材料热性能的影响图4为不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的TG和DTG图。从图4中可以看出，不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料与未添加CS的PLA/BF/CS复合材料的热分解温度差异不大，但随着CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料的热分解温度前移，热稳定性变差。PLA/BF/CS复合材料的失重主要表现在3个阶段，第一阶段是在100℃前，该阶段的失重主要是由材料中水分的蒸发导致的，因为含水量不高，所以失重现象不明显;PLA/BF/CS复合材料的第二失重阶段因CS添加量的不同略有差异，主要表现在:随CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料第二阶段的失重起始温度发生前移，并随着CS在复合材料中含量的增加前移温度增加;同时从曲线中也可以看到该阶段的失重比率随CS含量的增加呈减小的趋势，从未添加CS的82.38%降到添加20%CS的73.75%，从图4(b)中也可以看出，随着CS含量的增加，其最大失重速率往低温方向移动，从未添加的Ts=323.02℃降到添加20%CS的Ts=307.90℃。这是(a)TG;(b)DTG。CS含量:1－0%;2－5%;3－10%;4－15%;5－20%。图4不同CS
含量:(a)、(c)3%;(b)、(d)15%。图2CS含量3%和CS含量15%的复合材料的SEM图图3为CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图。从图3中可以看出，3428cm－1是复合材料—OH的伸缩振动峰，2874cm－1归属于CS分子中C—H伸缩振动的吸收峰，1594cm－1(—NH2)和1382cm－1(—NHCO)分别是CS分子中氨基的特征吸收峰［10］，但出现红移现象，研究［11］显示，氢键的形成会使X—H的吸收谱带发生红移现象，由此判断，此复合体系中的CS形成了氢键作用，即PLA和CS之间存在相互作用，有利于体系相容性的提高。图3CS含量20%的PLA/BF/CS复合材料的红外谱图2.2CS含量对PLA/BF/CS复合材料热性能的影响图4为不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料的TG和DTG图。从图4中可以看出，不同CS含量的PLA/BF/CS复合材料与未添加CS的PLA/BF/CS复合材料的热分解温度差异不大，但随着CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料的热分解温度前移，热稳定性变差。PLA/BF/CS复合材料的失重主要表现在3个阶段，第一阶段是在100℃前，该阶段的失重主要是由材料中水分的蒸发导致的，因为含水量不高，所以失重现象不明显;PLA/BF/CS复合材料的第二失重阶段因CS添加量的不同略有差异，主要表现在:随CS含量的增加，PLA/BF/CS复合材料第二阶段的失重起始温度发生前移，并随着CS在复合材料中含量的增加前移温度增加;同时从曲线中也可以看到该阶段的失重比率随CS含量的增加呈减小的趋势，从未添加CS的82.38%降到添加20%CS的73.75%，从图4(b)中也可以看出，随着CS含量的增加，其最大失重速率往低温方向移动，从未添加的Ts=323.02℃降到添加20%CS的Ts=307.90℃。这是(a)TG;(b)DTG。CS含量:1－0%;2－5%;3－10%;4－15%;5－20%。图4不同CS含量的PLA/BF/CS?
【参考文献】：
期刊论文
[1]木粉含量对木粉/酯化淀粉/聚乳酸复合材料性能影响[J]. 吕闪闪,曹军,谭海彦,顾继友,张彦华. 功能材料. 2015(02)
[2]不同增容剂对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 杨龙,左迎峰,顾继友,谭海彦,张彦华. 高分子材料科学与工程. 2014(08)
[3]羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸高吸水树脂的制备及抑菌性能[J]. 王开明,黄惠莉,王忠敏. 工程塑料应用. 2012(09)
[4]热模压工艺参数对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度的影响[J]. 毛海良,周海明,盛奎川,骆一凡. 材料科学与工程学报. 2012(04)
[5]热致相分离制备聚乳酸纳米纤维支架[J]. 刘淑琼,肖秀峰,刘榕芳,林月红,钟章裕,焦简金. 高等学校化学学报. 2011(02)
[6]羟丙基甲壳素接枝聚乳酸的合成和表征[J]. 刘预,田丰,陈刚,胡克鳌. 材料导报. 2004(02)
本文编号：3541307
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