碱和木聚糖酶协同羟基磷灰石改性竹粉/聚乳酸复合材料制备及性能研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maria76
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改善天然竹纤维与热塑性高聚物界面相容性是制备竹纤维增强热塑性高聚物复合材料的关键;在当前研究中,协同改性已逐渐成为研究趋势,其中,生物改性、无机纳米颗粒改性可作为今后研究竹纤维增强树脂基复合材料的一大发展方向。本论文以纳米粒子-纳米羟基磷灰石(N-HA)、半纤维素水解酶-木聚糖酶作为改性材料,通过碱、碱/N-HA、木聚糖酶、木聚糖酶/N-HA四种竹粉改性处理方法,将改性后的竹粉与聚乳酸(PLA)热压成型,制备的复合材料作为研究对象,并对改性复合材料进行了测试;基于化学改性和生物酶改性协同无机颗粒对竹粉表面处理,发展与塑料复合后的竹塑界面增强新方法,经分析总结结论如下:(1)经过不同浓度的碱处理后,当碱浓度为5 wt%时,复合材料力学性能最佳;结晶度提高到了43.74%,傅里叶转换红外光谱(FTIR)、吸水率、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)中同样表明适当的碱浓度改性可以改善竹粉与PLA的界面结合。(2)经过碱/N-HA协同改性处理后,协同效果优于单一碱处理,且N-HA的含量在低于15 wt%范围内,力学性能、结晶度、吸水率、TG分析改性效果佳,以力学性能结果为主要参考,协同配比为5 wt%碱和5 wt%N-HA。(3)经过不同浓度的木聚糖酶处理后,当木聚糖酶浓度为2.67 mg.L-1时,复合材料的综合力学性能分析效果最优;综合性能表明,木聚糖酶相对于碱处理改性效果更温和,改善效果弱于碱处理。(4)经过木聚糖酶/N-HA协同改性处理后,协同改性效果优于单一木聚糖酶处理效果,当N-HA的含量在10 wt%时,复合材料综合力学性能效果最佳,协同配比为2.67 mg.L-1木聚糖酶和10 wt%N-HA;N-HA的添加量对木聚糖酶/N-HA处理后复合材料的影响弱于碱/N-HA改性效果。
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