竹纤维增强P34HB复合材料的研究

制备完全意义上的可生物降解复合材料 的同时， 达 到提高Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 物理机械强度的 目的。
试样断面形貌观察 （ Ｓ Ｅ Ｍ ） ：试样断面经过喷 金处理后，用 日立公司Ｓ － １ ５ ０ 型扫描电镜观察。 接触 角分 析 ：去 离子 水为 试 剂 ，采 用 Ｄ ａ ｔ ａ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ０ Ｃ Ａ １ ５ 型表 面接触 角分析 仪测 定 。
的影 响 ，从 中可 以看到 当改 性Ｂ Ｆ 的加 入量 为 １ Ｏ ％
Ｗ ，＝
ｍ（ ）
×１ ０ ０ ％
（ １ ）
时 ， 复 合 材 料 的 拉 伸 强 度 和 弯 曲 强 度 达 到最 大 值 ，为 ４ ２ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 和７ ３ ． ４ Ｍ Ｐ ａ ，较 纯 Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 提 高 了 ５ ６ ． ８ （ ； ｌ ＝ 和４ ６ ． ２ 力学 性 能得 到 明显 改善 ， 而随 着
《 广东橡胶》２ ０ １ ５ 年 第１ 期
３
竹 纤维增强Ｐ ３ ４ ＨＢ 复合材料 的研究
刘 关均 ，王 小萍 ，贾德 民 （ 华 南理 工 大学 材料 科 学 与工程 学 院 广 东 广州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘 要 ： 聚３ 一 羟 基 丁酸 酯４ 一 羟 基 丁 酸酯 （ Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ ） 是 聚羟 基脂 肪 酸酯 （ Ｐ Ｈ Ａ ） 的最新一 代 产品 ，为 提 高其物 理 机械 性 能 、降低 成 本 ，本文对Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 进行 了天 然竹 纤 维（ Ｂ Ｆ ） 增 强 ，并研 究 了
竹纤 维加 入量 的继 续 增 加， 复 合材 料的 力学 性 能
其 中ｍ 。 是 降解 前 试样 的质 量 ，ｍ 为 降 解 时间
ｔ 后 试样 的质 量 。
呈 下 降趋 势 ，这 是 因 为过 量Ｂ Ｆ 在Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 基 体 中 的
２ 、结 果 与 讨 论
２ ． １ 力学 性能
复合材 料 结构 、物 理机械 性 能和 降解性 能。结 果表 明 ，改性后 的Ｂ Ｆ 的添加 量 为１ ０ ％ （ ｗ ｔ ％ ） 时 ，所 制得 的Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ ／ Ｂ Ｆ 复合材 料 的 力 学性 能达 到 最佳 ，拉 伸 强度 和 弯曲 强度 分别提 高 了 ５ ６ ． ８ ％ 和４ ６ ． ２ ％ ，复合材 料 的结 晶温度 和 热稳 定性也 得 到 了一 定程 度 的提 高，且 复合材 料
热重分析 （ Ｔ Ｇ ） ： 用 美 国Ｔ Ａ 公 司 生 产 的 Ｔ ＧＡ Ｒ ５ ０ ０ ０ Ｉ Ｒ 型 热 重 分 析 仪 测 定 ， 升 温 速 度 为
Ｉ Ｏ ￣ Ｃ／ ｍ ｉ ｎ ，Ｎ ２ 气氛。
竹纤 维 （ Ｂ Ｆ ）具 有来 源 广泛 、价 格低 廉 、且 可再 生 等 优 点 ，本 文 通过 改 性 的Ｂ Ｆ 增 强Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ ，
生产的一种可完全生物降解的高分子材料 Ｊ 。 其 中４ 一 羟基丁酸酯 （ ４ Ｈ Ｂ ） 链段 的引入使材料 的韧 性得到明显，但力学强度也会下降，限制 了其在
工 业 中的发 展 ， 因此 ，对 Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 进 行 改性 十分 必
要。
７ － ８ ｍ ｇ ，在氮气气氛的保护下，以１ ｏ ℃／ ｍ ｉ ｎ 降温 记 录结 晶放 热 的过程 。
试样用激光裁样机制取标准样条待用。 １ ． ２性 能测 试 与表征 力 学性 能测 试 ：按Ａ Ｓ Ｔ Ｍ Ｄ ６ ３ ８ 标 准用 万 能 电
子拉 力机 测材 料 的力学 性 能 。
差示 扫描量热法分析 （ Ｄ Ｓ ｃ ） ： 用美 国 Ｔ Ａ 公 司生 产 的Ｔ Ａ Ｑ ２ ０ 型 差 示 扫描 量 热 仪测 定 ，取 试 样
通讯 联 系人 王 小 萍 Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｗ ａ ｎ ｇ ｘ ｐ ＠ ｓ ｃ ｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
４
竹纤 维增 强Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 复合 材料 的研 究
的降解程度。试样的失重率ｗ 测定按以下公式计 算：
图１ 为改性Ｂ Ｆ 的 含 量 对 复 合 材 料 力 学 性 能
的碱 降解 能 力较 纯Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 得 到 了很 大的 改善 。
关键 词 ：聚３ 一 羟 基 丁 酸酯４ 一 羟 基丁 酸 酯 ；天 然竹 纤 维 ；复合材 料
近 年来 ， 随着环 境 恶化 、资 源 紧缺 和能 源 危
Hale Waihona Puke 用 。按 配 方 比例 称 取 经 过干 燥 的Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ 粒料 和 改 性 后 的Ｂ Ｆ 共 混塑 炼后 经 热压 、冷压 制得试 样 ，将
粘 结 性 较差 ，有 明显 的脱 落现 象 ，材 料表 面也 存 在 不 同程 度的 裂痕 。而 经改 性 后的复 合 材料 ，Ｂ Ｆ 的分散 性 和 粘结性 得 到 明显 的 改善 ，材 料表 面较 为密 实 。这 与经 改性 的复 合 材 料的 力学 性 能明 显
降 解 性 能 分 析 ： 降解 试 样 分 别 浸 泡在 ｐ Ｈ 值 为１ ３ 和１ ． ３ 的碱性 和酸性溶液，定期取 出用去离
１ 、实验部分
１ ． １ Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ ／ Ｂ Ｆ 复 合材 料 的制备 将Ｂ Ｆ 在 改性 剂溶 液 中处理 一 定 时间后 烘 干待
子水洗净，９ ｏ ℃干燥至恒重，以失重率表征试样
容 易 发生 聚集 ，导 致 分散 不均 匀，存 在 结构 缺 陷 等 使界面 结 合强 度下 降 。
ａ
ｂ
图１ Ｂ Ｆ 的含 量 对Ｐ ３ ４ ＨＢ ／ Ｂ Ｆ 复 合 材料 力 学性 能 的 影 响 （ ａ ：拉 伸 强 度 ，ｂ ： 弯 曲模 量 和 弯 曲 强度 ）
２ ． ２扫 描 电镜 分析 （ Ｓ Ｅ Ｍ ）
机等矛盾 日 趋尖锐，人类已经意识可再生资源的 重要性 。生物可降解绿色复合材料 目前已成为新 型材料领域研发的重点和热点 。 聚羟基脂肪酸酯 （ Ｐ Ｈ Ａ ） 。 。 最新一代的产品一
聚３ 一 羟基 丁酸 酯一 ４ 羟基 丁酸 酯 （ Ｐ ３ ４ Ｈ Ｂ ） 是 以 可再 生 资源 （ 如 淀 粉等 ） 为 原 料 ，通 过微 生 物发 酵 技术