论文部分内容阅读
淀粉与聚(对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯)(PBAT)界面相容性较差,且淀粉本身存在难以塑化加工的缺陷,影响了复合材料的应用。本文以甘油和B2为增塑剂,滑石粉、碳酸钙为增强剂,B8、B12为增容剂,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为疏水改性剂对材料进行改性,研究了不同添加量对材料的力学性能、流变性能、结晶性能、微观形貌及疏水性能的影响,制备了性能较优的热塑性淀粉(TPS)/PBAT复合材料。力学性能分析表明复合增塑剂的含量对TPS/PBAT共混体系的力学性能有显著影响,当增塑剂甘油与B2质量比为2∶1,含量为淀粉的17.5wt%时,力学性能最优。增容剂B8、B12能大幅提高材料的力学性能,最佳添加量分别为淀粉的0.1wt%和8wt%。当淀粉相为55phr时,碳酸钙增强效果明显,含量为共混总量的1wt%时,拉伸强度达12.13MPa,提高了15.2%。偶联剂也能改善材料的力学性能,添加淀粉的0.5wt%KH-550时,材料的拉伸强度达12.36MPa,断裂伸长率为100.84%。采用转矩流变仪对材料的加工扭矩及流变性能进行研究。结果表明增塑剂含量越大,材料的平衡扭矩和剪切粘度越低。B8、B12对材料的加工扭矩及流变性能影响较大,B12含量越大,剪切粘度越低。随着碳酸钙含量的增大,共混体系加工扭矩和剪切粘度增大,而滑石粉增强体系则呈现相反的规律。此外,偶联剂的种类及用量也会影响复合材料的扭矩及流变性能。利用X-射线衍射仪对材料的结晶行为进行研究。结果表明随着增塑剂、B8、B12含量的增多,材料的X-射线衍射峰越弥散。增强剂不会影响材料的结晶行为。而偶联剂KH-550含量的增加,导致TPS/PBAT复合材料的结晶峰有逐渐减弱的趋势,KH-570加入的体系则呈现先减小后增大的趋势。采用扫描电镜(SEM)观察材料的微观形貌。发现增塑剂、B8、B12有利于界面相容性的改善。由于碳酸钙表面存在羟基,其分散性更好,不会引入大量的气孔。此外,适量的偶联剂也能塑化淀粉,有利于界面相容性的改善。通过对淀粉基材料的接触角及吸水性测试,发现B8、B12能大幅改善材料的疏水性能。增塑剂、滑石粉、碳酸钙的引入则会使材料的疏水性变差,而偶联剂能改善材料的疏水性。添加淀粉含量0.5wt%的KH-570,吸水率为12.87%,降低了35.5%,大幅改善材料的疏水性。