研究核桃殼粉（WSP）含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),WSP的最佳添加量為1%,此時(shí)材料的斷裂伸長率提高了15.69%。在此最佳用量的基礎(chǔ)上,采用鈦酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、十八胺和Na OH對(duì)WSP進(jìn)行表面處理,從而研究不同的表面處理對(duì)聚乳酸（PLA）/WSP復(fù)合材料性能的影響。通過拉伸強(qiáng)度、熔體流動(dòng)速率（MFR）以及紅外光譜檢測(cè)比較改性效果。結(jié)果表明:用鈦酸酯改性后,材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到67.82 MPa,比未處理材料的拉伸強(qiáng)度提高了9.80 MPa,斷裂伸長率提高了18.15%;堿處理后,PLA/WSP復(fù)合材料的MFR最多提高了120%,流動(dòng)性有了很大的改善。 

【文章來源】：塑料科技. 2017,45(06)北大核心

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WSP含量對(duì)PLA/WSP復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

曳壑械南宋?亍??纖維素等物質(zhì)分解，生成了大量的小分子葡萄糖。4000350030002500200015001000500/cm-1aba——b——34423419292729241623165210391041▲▲圖3堿處理前后WSP的紅外光譜圖Fig.3FTIRspectraofWSPbeforeandaftertreatedbyalkali2.3.2對(duì)力學(xué)性能的影響用堿對(duì)WSP進(jìn)行處理，目的是為了除去WSP表面的木質(zhì)素和半纖維素[16]，使纖維素充分暴露在填料的表面上，從而減小易氧化的木質(zhì)素及半纖維素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，同時(shí)提高WSP與PLA界面的結(jié)合強(qiáng)度。處理后復(fù)合材料的力學(xué)性能如圖4所示。經(jīng)過堿處理的WSP表面層的木質(zhì)素、半纖維素和一些堿溶性小分子消失，擴(kuò)大了表面原有孔隙，當(dāng)其與PLA基體在高溫條件下熔融共混時(shí)，聚合物熔體在機(jī)械壓力的作用下可以使其高分子鏈段伸入到WSP的表面孔隙中起到纏繞作用，冷卻后的纏繞作用則更加牢固，從而使界面間黏結(jié)力增大[16]，PLA/WSP復(fù)合材料的力學(xué)性能增強(qiáng)。堿處理后再進(jìn)行改性劑處理的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有了很大的提高，這是由于偶聯(lián)劑主要與羥基發(fā)生化學(xué)結(jié)合。WSP經(jīng)堿處理后表面的纖維素分解成了帶有大量羥基的葡萄糖，有利于WSP表面與偶聯(lián)劑的結(jié)合，使分子間作用力增強(qiáng)�！鴪D4堿處理前后復(fù)合材料的力學(xué)參數(shù)Fig.4MechanicalpropertiesofPLA/WSPcompositesbeforeandaftertreatedbyalkali從圖4可以看出，堿處理后復(fù)合材料的斷裂伸長率明顯降低。這是由于NaOH腐蝕WSP使其表面有更多的孔洞，容易造成應(yīng)力集中。另一方面，由于酸或堿可催化PLA降解[17]，因此殘留的NaOH有可能在加工過程中起催化劑作用，催化PLA降解，導(dǎo)致復(fù)合材料斷裂伸長率降低。而拉伸強(qiáng)度變化不大則是由于并非所有材料的強(qiáng)度都是隨分子量增加而增加，分子量增長到?

992017年6月第45卷第6期（總第302期）表面處理劑對(duì)聚乳酸/核桃殼粉復(fù)合材料性能的影響分析可知，堿處理過WSP后，WSP表面一些堿溶性分子消失，使得分子間力減小，MFR有了很大的提高[18]，材料易于加工。此外，殘留的NaOH有可能在加工過程中起催化劑作用，催化PLA降解，提高了復(fù)合材料的MFR。2.3.4堿處理前后WSP的表面形貌圖5是未經(jīng)堿處理的WSP填料和經(jīng)堿處理過的WSP填料的掃描電子顯微鏡照片。從圖5可以觀察到，WSP的表面形貌為不規(guī)則的塊狀，表面上的溝壑孔隙較多，內(nèi)部呈現(xiàn)彎曲的層狀結(jié)構(gòu)，并且層與層之間交錯(cuò)排列。這些表面不平滑的結(jié)構(gòu)能使聚合物基體與WSP之間形成牢固的機(jī)械連結(jié)。經(jīng)過堿處理的WSP的形狀呈現(xiàn)出更加不規(guī)則的塊狀，內(nèi)部彎曲的層狀結(jié)構(gòu)可以更加明顯直觀地觀察出來，表面溝壑孔隙增加，聚合物可以在熔融狀態(tài)下伸入這些孔隙內(nèi)，使聚合物基體與WSP孔隙的機(jī)械連結(jié)作用進(jìn)一步增強(qiáng)。(a)堿處理前(×1000)(b)堿處理后(×10000)▲▲圖5掃描電鏡下堿處理前后WSP的表面形貌Fig.5SEMimagesofWSPbeforeandaftertreatedbyalkali2.3.5堿處理前后PLA/WSP復(fù)合材料的斷裂面圖6為金相顯微鏡下觀測(cè)到的堿處理前后PLA/WSP復(fù)合材料的斷裂面。從圖6可以看出，當(dāng)未對(duì)WSP進(jìn)行堿處理時(shí)，PLA/WSP復(fù)合材料斷裂面較為粗糙，裂紋交錯(cuò)且較深，表明材料具有較好的韌性；當(dāng)對(duì)WSP進(jìn)行堿處理后，PLA/WSP復(fù)合材料斷裂面較為平滑，裂紋細(xì)密而均勻，說明堿處理后PLA/WSP復(fù)合材料的韌性降低。(a)未處理的PLA/WSP復(fù)合材料斷面(b)堿處理后PLA/WSP復(fù)合材料斷面▲▲圖6金相顯微鏡下堿處理前后PLA/WSP復(fù)合材料的斷裂面Fig.6MetallurgicalmicroscopeimagesofPLA/WSPcompositesbeforeandaftertreatedbyalkali3結(jié)論（1）在WSP為1%的情況下，采?

【參考文獻(xiàn)】：
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