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随着社会的发展和人类观念的更新,人们的环保意识不断提高,对纤维增强复合材料的可降解性也提出了新的要求。采用环保价廉的天然纤维作为增强相、可降解材料作为基体相,开发具有优良性价比的完全可生物降解复合材料,对于解决当前的环境污染问题和可持续发展问题有着重要的意义。黄麻纤维价格低廉,比强度和比模量等力学性能较高,作为复合材料增强相具有潜在的工业应用价值。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为可广泛推广应用的通用型完全生物降解塑料的研究热点。在此背景下,本文以黄麻短纤维为增强材料,以生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基体,采用模压成型技术制备完全生物降解的黄麻纤维增强PBS复合材料,讨论不同脱胶程度、纤维含量、表面处理对黄麻/PBS复合材料性能的影响,并检测黄麻/PBS复合材料的生物降解性。为了研究纤维脱胶程度对黄麻/PBS复合材料性能的影响,对黄麻原麻纤维(残胶率为14.37%)进行不同程度的碱煮,得到残胶率为4.73%和2.60%的半脱胶黄麻纤维,并分别以原麻纤维和上述两种半脱胶黄麻纤维为增强相制备复合材料。性能评价发现,与纯PBS相比,黄麻/PBS复合材料的强度和模量提高,伸长率和韧性下降。原麻纤维增强PBS复合材料的强度、模量与纯PBS相比提高不明显;而残胶率为4.73%和2.60%的黄麻纤维增强复合材料提高较大,三者的伸长率和韧性差异不明显。黄麻纤维残胶率由4.73%降低为2.60%时,相应复合材料的强度和模量提高不大。对纤维含量分别为10%、20%和30%的复合材料进行性能比较发现,一定含量的黄麻纤维能够显著提高复合材料的力学性能。随着纤维含量增加,复合材料拉伸强度先增大后减小,并在10%时达到最大值,比纯PBS提高了30.1%;弯曲强度和模量都随纤维含量增加而递增,其中30%纤维含量复合材料的弯曲模量与纯PBS相比提高了近2倍;伸长率和韧性随纤维含量的增加而逐渐减小。通过拉伸、弯曲性能测试、红外分析和扫描电子显微镜观察,探讨碱处理和硅烷偶联剂KH-570处理对材料性能的影响。结果表明:碱处理和硅烷偶联剂KH-570处理均能够提高黄麻纤维的表面粗糙度,从而改善黄麻纤维与PBS树脂之间的界面粘结性能,提高黄麻/PBS复合材料的力学性能,其中弯曲模量提高十分显著,分别比未处理黄麻增强复合材料增大了59.4%和90.2%。此外研究结果还表明,硅烷偶联剂KH-570的处理效果比碱处理好。在土埋条件下测试黄麻/PBS复合材料的生物降解性能,并对降解过程中材料的表面形貌进行观察。结果表明,黄麻/PBS复合材料的降解速率比纯PBS有显著提高,纤维含量为10%时降解速率最快,降解30天时失重率达到8.69%;而当纤维含量在10%和30%之间时,降解速率随纤维含量增加而逐渐减小。纤维的表面处理对复合材料的降解性能无明显影响。表面形貌观察发现,降解后材料的表面凹凸不平,同时因降解产物溶解而在材料内部产生孔洞。