聚乳酸是一類熱塑性脂肪族聚酯,具有優(yōu)良的生物相容性,從合成、使用到廢棄的過程均對環(huán)境沒有任何污染,符合可持續(xù)發(fā)展理念。但是,純聚乳酸力學強度不高,抗沖擊韌性差,抗熱變形能力和熱穩(wěn)定性較低,迫切需要對其進行改性研究,以擴大應用領域。本文通過物理共混的方法,以聚乳酸為基體材料,微米長度碳纖維為增強材料,生物降解型增韌劑為增韌材料,制備出性能優(yōu)良可3D打印的碳纖維/生物降解型增韌劑/聚乳酸復合材料。先通過熱壓成型制備碳纖維/聚乳酸復合材料,研究碳纖維含量及長度對其性能的影響,結果表明,相比于純聚乳酸,當碳纖維含量為20wt%,長度為300μm時,綜合性能最為優(yōu)異,其拉伸強度、缺口沖擊強度和熱變形溫度分別提高了 30%、36%和11.1%,TGA分析表明熱穩(wěn)定性提高,DSC分析表明碳纖維具有異相成核作用,結晶度提高。再通過熱壓成型制備碳纖維/生物降解型增韌劑/聚乳酸復合材料,研究增韌劑種類及含量對其性能的影響,結果表明,相比于PBAT和PHA,PBS的改性效果較好。相比于20CF/80PLA復合材料,當PBS含量為4wt%時,實現了強度、韌性和耐熱三者之間的平衡,其斷裂伸長率、缺口沖擊強度和熱... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：111 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＣＦ原料和制備所得的哈克共混物外觀照片：（ａ）原始ＣＦ?（ｂ）哈克共混物??Ｆｉｇ．２－１?Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣＦ?ａｎｄ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｈａａｋｅ?ｂｌｅｎｄｓ：?（ａ）?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ＣＦ?ａｎｄ?ｈａａｋｅ?ｂｌｅｎｄｓ??

Ｆｉｇ．２－２?Ｈａａｋｅ?ｔｏｒｑｕｅ?ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＣＦ／ＰＬＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＣＦ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ：??（ａ）ｔｏｒｑｕｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ?ａｎｄ?（ｂ）ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ??由圖２－２（ａ）和（ｂ）所示，純ＰＬＡ的最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫分別為１８．３Ｎ－ｍ、??３．８Ｎ?ｍ和１８９．６°Ｃ，隨著ＣＦ含量的增加，各個組分在混合過程中轉矩及溫度的變化??略有差異，但最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫均呈現上升趨勢，當ＣＦ含量增加到??２５ｗｔ％時，最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫分別達到２９Ｎ＿ｍ、６．１Ｎ?ｍ和１９２．５°Ｃ。這??是由于加入ＣＦ后，ＣＦ填充在ＰＬＡ顆粒之間的空隙中，增大了熔體的粘度，此時熔??體的流動不僅要克服ＰＬＡ分子鏈的纏繞，而且還要克服被ＰＬＡ包裹的ＣＦ填料之間??的摩擦力以及ＰＬＡ和ＣＦ之間強烈的摩擦力作用，導致熔體強度增大所致。隨著ＣＦ??含量不斷增加，熔體的粘度越來越大，可見，ＣＦ含量過多不利于ＣＦ／ＰＬＡ共混物混??合均勻

Ｔｉｍｅ（ｍｉｎ）?Ｔｉｍｅ（ｍｉｎ）??圖２－２不同ＣＦ含量的ＣＦ／ＰＬＡ復合材料哈克轉矩流變曲線：??（ａ）轉矩－時間曲線（ｂ）溫度－時間曲線??Ｆｉｇ．２－２?Ｈａａｋｅ?ｔｏｒｑｕｅ?ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＣＦ／ＰＬＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＣＦ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ：??（ａ）ｔｏｒｑｕｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ?ａｎｄ?（ｂ）ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ??由圖２－２（ａ）和（ｂ）所示，純ＰＬＡ的最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫分別為１８．３Ｎ－ｍ、??３．８Ｎ?ｍ和１８９．６°Ｃ，隨著ＣＦ含量的增加，各個組分在混合過程中轉矩及溫度的變化??略有差異，但最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫均呈現上升趨勢，當ＣＦ含量增加到??２５ｗｔ％時，最大轉矩、平衡轉矩和最終料溫分別達到２９Ｎ＿ｍ、６．１Ｎ?ｍ和１９２．５°Ｃ。這??是由于加入ＣＦ后，ＣＦ填充在ＰＬＡ顆粒之間的空隙中，增大了熔體的粘度，此時熔??體的流動不僅要克服ＰＬＡ分子鏈的纏繞，而且還要克服被ＰＬＡ包裹的ＣＦ填料之間??的摩擦力以及ＰＬＡ和ＣＦ之間強烈的摩擦力作用，導致熔體強度增大所致。隨著ＣＦ??含量不斷增加

【參考文獻】：
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本文編號：3606707