采用青霉素菌渣為生物原料,結(jié)合低密度聚乙烯（LDPE）材料制備復(fù)合材料,并通過加入凹凸棒石和輕質(zhì)碳酸鈣進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料性能。對制成的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測試,結(jié)合紅外光譜掃描和形貌測試分析等手段,分析復(fù)合材料制備過程中的微觀和機(jī)理變化。結(jié)果表明:凹凸棒石和輕質(zhì)碳酸鈣都對菌渣粉有很好的分散作用,其中凹凸棒石具有的分層鏈狀結(jié)構(gòu)對菌渣粉的分散效果更好。當(dāng)青霉素菌渣粉末與凹凸棒石質(zhì)量比為1:2時(shí),添加15%的混合粉末,3%的馬來酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）和聚乙烯蠟,1%的白油制成的復(fù)合材料力學(xué)性能最佳,此時(shí)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量為12.5、8.39、186 MPa,分別為基體材料的87.4%、134.2%、145.3%。 

【文章來源】：塑料科技. 2020,48(08)北大核心

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圖1 兩種分散劑對生物復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響

圖2為兩種分散劑對生物復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響。由圖2a可知，彎曲強(qiáng)度隨著混合粉含量的增加而增大，后續(xù)保持增長持平，凹凸棒石是一種分層鏈狀過渡結(jié)構(gòu)，具有可塑性、黏性、良好的膠體性質(zhì)[14]，增強(qiáng)了LDPE的剛性。由圖2b可知，彎曲強(qiáng)度隨著混合粉含量的增加先增加后降低，輕質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用，對塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用[11]，但是當(dāng)輕質(zhì)碳酸鈣過多時(shí)，會(huì)造成沉積，影響塑料制品本身的力學(xué)性能。因此可得，凹凸棒石分散性能較輕質(zhì)碳酸鈣更好，增強(qiáng)體系剛性能力更強(qiáng)。從圖2明顯看出，混合粉比例為1:2時(shí)，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度優(yōu)于其他兩組比例，考慮復(fù)合材料綜合力學(xué)性能，應(yīng)選擇混合粉比例1:2，添加量為15%，此時(shí)，凹凸棒石和輕質(zhì)碳酸鈣制備的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度分別為8.39 MPa和7.68 MPa。2.1.3 兩種分散劑對生物復(fù)合材料彎曲模量的影響

圖3為兩種分散劑對生物復(fù)合材料彎曲模量的影響。LDPE是聚乙烯樹脂中最輕品種，具有良好柔軟性，加入的凹凸棒石和輕質(zhì)碳酸鈣有助于LDPE剛性結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)。由圖3可知，兩種分散劑所制備的生物塑料的彎曲模量都在持續(xù)增長。凹凸棒石作為常見塑料填料，其分層鏈狀結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料的硬度和剛性有很大提升，由圖3a可知，彎曲模量最高達(dá)到257 MPa，增長速率大。同樣輕質(zhì)碳酸鈣作為常見塑料添加劑，在塑料制品中能起到一種骨架作用，大大削弱了LDPE的柔軟性，使復(fù)合材料剛性增強(qiáng)，彎曲模量增大。由圖3b可知，彎曲模量持續(xù)增長但速率平緩，最高彎曲模量為200 MPa。這說明凹凸棒石作為分散劑對生物塑料的彎曲模量性能增益最大。由圖3可知，混合粉比例1:2時(shí)最優(yōu)，考慮到復(fù)合材料綜合性能，應(yīng)選擇混合粉比例1:2，添加量為15%，此時(shí)，凹凸棒石和輕質(zhì)碳酸鈣制備的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度分別為186 MPa和166 MPa。2.2 紅外光譜分析

【參考文獻(xiàn)】：
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