【摘 要】
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以环氧氯丙烷改性稻草纤维为增强相,低密度聚乙烯为基体,研制PE/环氧氯丙烷改性稻草纤维增强复合材料,对其进行生物降解和光降解性能研究,并与PE/天然稻草复合材料降解性能进
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以环氧氯丙烷改性稻草纤维为增强相,低密度聚乙烯为基体,研制PE/环氧氯丙烷改性稻草纤维增强复合材料,对其进行生物降解和光降解性能研究,并与PE/天然稻草复合材料降解性能进行比较。环氧氯丙烷改性稻草是以环氧氯丙烷作醚化剂,对稻草进行改性,部分消除稻草的极性,将其改性为一种热塑性材料。在一定温度和一定转速条件下,对不同含量的天然稻草和改性稻草与LDPE进行共混和挤出,将其制备成PE/稻草复合材料。生物降解检测方法是从土壤和浑河水中提取菌源,并通过控制一定的试验条件,对微生物进行56 d恒温培养,培养过程中对复合材料的质量进行测定,并利用碘量法测定溶液中复合材料降解产生葡萄糖的含量。结果表明改性稻草复合材料比天然稻草复合材料的生物降解性能略微减弱,同时可以发现稻草含量越高,复合材料越易发生生物降解。光降解试验是用美国产的QUV/basic老化试验箱模拟日光实验。参照国家标准GB/T1040-92,首先将复合材料制作成哑铃型,然后经过576 h的紫外光老化实验。通过复合材料的失重率变化可知,改性稻草复合材料比天然稻草复合材料的光降解性能略微减弱,而且它们的降解性能都较弱,576 h后最大失重率仅为0.284%。对降解前、后的复合材料进行拉伸性能测试,结果表明改性稻草复合材料比天然稻草复合材料的拉伸强度最多高9.86%,断裂伸长率最多高253.0%。并且复合材料光降解后拉伸强度比降解前最多降低8.97%,断裂伸长率最多降低85.39%。通过观察天然和改性稻草复合材料光降解前、后拉伸断裂断面的SEM照片发现,天然稻草复合材料中稻草和PE之间的粘结力较弱,而环氧氯丙烷改性稻草复合材料中稻草与PE有较强的界面强度,同时发现降解后的复合材料结构发生了破坏。利用质谱法测定复合材料的光降解产物,发现天然稻草和环氧氯丙烷改性稻草复合材料的光降解产物非常复杂。与标准质谱图比较,可知天然稻草复合材料在光降解过程中至少生成9种有机物;环氧氯丙烷改性稻草复合材料在光降解过程中至少生成20种有机物。
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