甘蔗渣制备可生物降解复合材料结构与性能的研究

发布时间：2017-09-28 16:20

  本文关键词：甘蔗渣制备可生物降解复合材料结构与性能的研究

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【摘要】：以甘蔗渣纤维为原料,通过对甘蔗渣进行改性,制备新型全纤维素基生物塑料材料,为其高值化利用提供了新的思路。将甘蔗渣进行热水预处理和酸碱预处理,得到BF1和BF2,再将BF1和BF2与聚ε己内酯按一定比例混合制备甘蔗渣复合材料,得到复合材料1和2,通过拉力试验机、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)等手段研究复合材料的结构与性能的关系。结果表明:复合材料1的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均随着BF1含量的增加而降低,而复合材料2随着BF2含量的增加呈先升后降的趋势。BF2含量为20%的复合材料拉伸强度达9.48 MPa时,比BF1复合材料的提高了55%;BF2含量为10%的复合材料撕裂强度达40.32 KN/m时,比BF1复合材料的提高了63%。XRD分析结果发现,复合材料在6.0°、21.5°和23.8°附近有3个明显的衍射峰,说明甘蔗渣含量对复合材料衍射峰的位置和强度影响不大,但BF1复合材料的结晶度明显比BF2复合材料的小。SEM分析结果表明,当复合材料中甘蔗渣含量较少时,甘蔗渣纤维与材料基体有一定的相容性,材料基体对甘蔗渣纤维包裹性好;随着甘蔗渣含量的增加,两相间的相容性逐渐变差,当甘蔗渣含量增加至20%时,材料基体不能对甘蔗渣纤维形成很好的包裹。热重分析结果表明,复合材料1的热稳定性随着甘蔗渣含量的增加而增大,复合材料2的热稳定性呈先增后减的趋势。采用不同方法对甘蔗渣进行预处理,其热塑性能发生不同程度改变,制备的甘蔗渣复合材料的力学性能及微观结构都有所差异,酸碱预处理后的甘蔗渣呈现疏松网络结构,与复合材料中其他组分有更好的相容性,制备出的复合材料力学性能表现更佳。
【作者单位】： 中国热带农业科学院农产品加工研究所;中国热带农业科学院南亚热带作物研究所;
【关键词】： 甘蔗渣 可生物降解复合材料 农业废弃纤维 高值化利用
【基金】：海南省自然科学基金项目(No.20155204) 中国热带农业科学院院本级基本科研业务费专项资金项目(No.1630062015016)
【分类号】：TB332;TQ914.3
【正文快照】： 生物降解塑料是指可由自然界存在的微生物作用而引起降解的塑料,具有优良的使用性能,废弃后可被环境微生物完全分解[1]。在全球资源日趋紧张的今天,塑料所引发的环保问题日益突出,生物塑料的市场需求迅速增长。以植物纤维为原料的生物降解塑料作为有助于缓解资源紧张及发展低

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