改性碳纤维对聚乳酸结晶行为和力学性能的影响

结 晶度并且改 变了晶体结构 ；但随 ＣＦ用量 的增 多 ，ＰＬＡ结晶度反而降低 ，但热稳定 性能和力学性能却 明显提 高。
关键 词 ：聚乳酸 ；碳纤维 ；复合材料 ；结 晶 ；力学 性能
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－５７７０．２０１８．１０．０２７
中 图 分 类 号 ：ＴＱ３２７．３
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００５—５７７０ （２０１８） １０—０１０７—０４
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Ｅｆｅｃｔ ｏｆ Ｍ ｏｄｉｆｉｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ ｏｉｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒｓ
ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｌｏｙ（１ａｃｔｉｃ ａｃｉｄ）
ＷＵ Ｊｉｎｇ—ｍｅｉ ，ＨＡＮ Ｙａｎ—ｓｏｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｊｕｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｎｇｂｕ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂｅｎｇｂｕ ２３３０３０，Ｃｈｉｎａ；
２．Ａｎｈｕｉ Ｊｉａｌｉｑｉ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｌ：－．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２３４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｅｒ ｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｒｅ （ＣＦ）／ｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃ ａｃｉｄ） （ＰＬＡ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｅｄ ＣＦ ｐｅｒｃｅｎｔｓ
ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｖｉａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅ ｒ． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ—ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ＣＦ／ＰＬＡ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
碳纤 维 （ＣＦ） 是 一 种 新 型 的 纤 维 填 料 ，具 有 比
强 度高 、耐 热 性 能 好 、来 源 广 泛 等 诸 多 优 点 。最 近十几年内，有关 ＣＦ及 ＣＦ／聚合物复合材料 的研究 报 导很 多 ，然 而关 于 ＣＦ作 成 核剂 对 高 分 子 材料 结 晶 性 能影 响 的研 究较 少 ，本 文 制备 了一 系 列 不 同 ＣＦ含 量 的 ＣＦ／ＰＬＡ，研究 了 ＣＦ对 ＰＬＡ结 晶行 为 和力 学 性 能 的影 响 ，为 拓 宽 Ｐ 提供 理论 基础 。 １ 实 验 部 分 １．１ 试 剂 与仪 器
聚乳 酸 ：摩 尔 质 量 ＝５万 ｇ／ｍｏｌ，济 南 岱 罡 生 物 工 程 有 限公 司 ；二氯 甲烷 ：分 析纯 ，天 津 市永 大化 学
第 ４６卷 第 １Ｏ期 ２０１８年 １０月
塑 料 ：［业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡ ｎＣＳ ＩＮＤＵｓ豫 Ｙ
·１０７ ·
改 性 碳 纤 维 对 聚 乳 酸 结 晶 行 为 和 力学 性 能 的 影 响 水
吴 景梅 ，韩 言 松 ，王小 军
（１．蚌埠学院材料与化学工 程学院 ，安徽 蚌埠 ２３３０３０； ２．安徽佳力奇碳 纤维科技股份公 司 ，安徽 宿州 ２３４０００）
ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ （ＳＥＭ）．Ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ＣＦ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ，ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａ ｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＬＡ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒ ｉｍｅｔｒ ｙ （ＤＳＣ），Ｘ－ ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ （ＸＲＤ） ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＣＦ ｃａｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃ ａｃｉｄ）；Ｃａ ｒｂｏｎ Ｆｉｂｒｅ；Ｃｏｍｐ‘３ｓｉｔｅ；Ｃｒ ｙｓｔａ ｌｌｉｚａｔｉｏｎ；Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ
聚乳 酸 （ＰＬＡ） 作 为 一 种 非 石 油 基 高 分 子 材 料 ， 具 有 良好 的 可 再 生 性 、生 物 相 容 性 和 生 物 可 降 解 性 ¨Ｊ，无 毒 、无 刺 激 、对 环 境 友 好 、原 料 可 再 生 ， 可应 用 于组 织工程 、包 装 材料 、医药卫 生等 领域 ，具 有 良好 的应用 前景 ｊ。然 而 ，ＰＬＡ 耐热 性 差 限 制 了 其应 用 ，ＰＬＡ 的耐热 性差 主要 是 由其结 晶 速度慢 、结 晶 度低 引起 的 。因此 如何 有 效 地加 快 ＰＬＡ 的结 晶 速 度 、提 高 ＰＬＡ 的 性 能 有 着 重 要 意 义 ［５－６ ３。 目前 国 、 内外学 者对 通 过 添 加 成 核 剂 ，改 善 ＰＬＡ 的结 晶 进 行 了大量 研 究 ，探 索 出 多 种 促 进 ＰＬＡ 结 晶 的成 核 剂 ， 但 大都 停 留在实 验室 阶段 。
ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｃｒ ｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅ， ｂｕｔ ｏｖｅｒａ ｌｌ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ｏｆ ＣＦ／ＰＬＡ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ＣＦ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａ ｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ａｐｐａｒｅｎｔｌｙ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ．
摘要 ：通 过 溶 液沉 淀 法 制备 了系列 不 同 比例 的碳 纤 维 （ＣＦ）／聚乳 酸 （ＰＬＡ）复 合 材 料。分 别 通 过 扫 面 电镜
（ＳＥＭ）、差示扫描量热仪 （ＤＳＣ）、图谱分析 （ＸＲＤ）、ＴＧ曲线和万能试验 机来研 究 ＣＦ／ＰＬＡ断面形貌 、ＣＦ的加入对
ＰＬＡ的结 晶行 为 、热稳 定性及力学性能 的影 响。结 果发 现 ，ＣＦ在 ＰＬＡ中分散 较好 ，少量 ＣＦ的加入 ，增 加 了 ＰＬＡ的