文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
麦秸纤维与聚乳酸相容性及其复合材料增韧改性的研究
姓名:周娟娟
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:姚正军
2011-03
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
使用原材料来自农作物的聚乳酸和麦秸纤维制备全天然可降解绿色复合材料不仅可缓解不
可降解石油基塑料带来的“石油危机”与“白色污染”,还可提高农作物的附加价值,符合我国节
能减排、绿色环保及发展低碳经济的可持续发展战略,拥有广阔的应用前景和巨大的社会经济
效益。
为了提高麦秸纤维与聚乳酸的界面相容性,本课题首先选用不同浓度的硅烷偶联剂 KH550
水溶液对麦秸纤维进行表面偶联处理,再添加不同含量的相容剂 PP-g-2。结果表明经
3vol%KH550 水溶液处理的麦秸纤维添加量为 15wt%时复合材料综合性能最佳,拉伸、弯曲和
缺口冲击强度分别为 65MPa、105 MPa 和 7kJ/m2,较改性前分别提高了 180%、%和 %。
在此基础上,本课题又探索了通过单纯添加弹性体和制备“核-壳”结构两种方法增韧复合材料。
结果表明,添加 POE 的复合材料冲击韧性大大提高但拉伸和弯曲强度损失较大,而添加了 PETG
的复合材料冲击韧性也有较大提高且拉伸和弯曲强度损失较少;当纳米 Mg(OH)2 与弹性体添加
量比为 1:2 时复合材料内部形成“核-壳”结构而基本无散布的纳米粒子存在,且添加了
15wt%Mg(OH)2/POE 母粒的复合材料较增韧前缺口冲击韧性提高了 %、拉伸和弯曲强度
分别降低了 %和 %,添加了 15wt%Mg(OH)2/PETG 母粒的复合材料缺口冲击韧性和
拉伸强度分别提高了 %和 %、弯曲强度降低了 %;当纳米 Mg(OH)2 和弹性体添
加量比为 1:1 时复合材料微观组织结构为以无机纳米粒子分散分布为主但也存在部分“核-壳”结
构,此时复合材料的力学性能较差且随着增韧剂母粒添加量的增加复合材料力学性能持续降低。

关键词:麦秸纤维,聚乳酸,界面相容性,增韧,“核-壳”结构,接触角
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麦秸纤维与聚乳酸相容性及其复合材料增韧改性的研究
ABSTRACT
The fully natural and bio-posite produced by Poly (lactic) acid (PLA) and wheat
straw fiber (WSF) which are both from crops not only can ease “oil crisis” and “white pollution”, but
also increase the value of the crops. According to our Sustainable Development Strategy of Energy
conservation, environmental protection and low-carbon economy, posite has received
extensive concern for its broad prospects and huge social and economic benefits.
To improve the patibility between PLA and WSF, WSF was firstly treated by silane
coupling agent KH550 with different concentrations, then different contents patibilizer PP-g-2
were added to the blends WSF/PLA. Results showed that with 15wt% WSF treated by 3vol% KH550,
posite reached the best mechanical properties that tensile strength was 65MPa, flexile strength
was 105MPa and Izod impact strength was 7kJ/m2. Comparing to posite produced by PLA
and 15wt% WSF without any treatment, the tensile strength, flexile strength and Izod impact stren