Page 68 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT(PLASTICS)

纳米二氧化硅 / 淀粉 / 聚乳酸三元复合

材料力学性能研究

马调调
( 榆林市天然气化工有限责任公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 主要是对淀粉进行增韧改性，研究共混改性后对力学性能的影响。首先是制备不同含量的淀粉 / 聚乳酸共混材料，通
过双螺杆挤出机进行挤出、造粒，在通过注塑机将共混材料注塑成样条，对注塑的样条进行力学性能测试，检测其拉伸强度、断
裂伸长率。选出性能做好的一组材料，得到最佳的加工工艺。研究结果表明 ：在淀粉 / 聚乳酸共混体系中，随着偶联剂与纳米二
氧化硅的增加，共混体系出现了曲线形的变化，随着聚乳酸含量的增加断裂伸长率升高再降低，由此得到了偶联剂、纳米二氧化
硅的最佳配比，淀粉与甘油含量的最佳配比。由力学性能得到淀粉材料通过改性后的力学性能优于没有改性前，有明显的断裂伸
长率，缓解了全淀粉断裂伸长率低的特点。
关键词 ： 降解性能 ；热性能 ；拉伸性能 ；酯化温度 ；醇酸摩尔配比
中图分类号 ： TQ127.2 文章编号 ： 1009-797X(2019)08-0050-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.08.009

淀粉是葡萄糖的高聚物，是通过绿色植物经过光 聚乳酸（PLA) 是合成直链脂肪族聚酯，它的结
合作用由水和二氧化碳得到的产物，主要集中存在于 构如图 3 所示。聚乳酸具有良好的生物可降解性，通
植物的种子、块根等植物的器官中 [1~3] 。淀粉有直链 过聚乳酸制得的产品除生物降解外，生物相容性、透
和支链两种结构。支链淀粉为无分支的螺旋结构，通 明度、耐热性能好。由于聚乳酸本身的结构具有如下
过直链淀粉和支链淀粉的结构可以看出直链淀粉能溶 的局限性使得限制了聚乳酸的应用，聚乳酸属于聚酯
解于热水，支链淀粉只能在热水中膨胀，不溶于热水。 类物质致使它的疏水性、抗冲击性差和细胞的亲和性
直链淀粉的结构如图 1，直链淀粉的结构如图 2 所示 [4] 。 差。降低了它的生物兼容性降解周期较难控制，所得
CH OH 产物的相对分子质量分布过宽，韧性也相对较差，极
2
O 易弯曲变形 [6~8] 。价位高也限制了它的工业生产应用，

O O n 淀粉同聚乳酸都是生物高分子通过聚乳酸与淀粉共混
OH 可以降低成本，通过对淀粉聚乳酸共混体系进行增容
图 1 直链淀粉的结构
改性改善亲水性的淀粉与聚乳酸的相容性，聚乳酸与
CH OH
2
O 淀粉共混物呈现出两相连续状态，淀粉力学性能就能
OH 提高，受聚乳酸自身脆性高、冲击强度低的性质制约。
O O
CH OH CH 2 OH CH OH 在共混体系中用甘油作为增塑剂，增强了混合物体系
2
2
O O OH O 中聚乳酸的结晶度，体系的相分离可使力学性能有明
OH OH
O O O O 显的波动 [9~10] 。通过添加偶联剂使淀粉与聚乳酸之间
OH OH OH 的界面张力降低，两相的结合力得到了增强，机械性
图 2 直链淀粉的结构
能得到了提升，文章主要用增塑剂及偶联剂对聚乳酸
淀粉是有刚性的高分子材料，因其分子链中含有
同淀粉共混材料进行改性，充分的研究它们对聚乳酸
氢键其分子作用力很强，导致溶解性差，淀粉的熔点、
力学性能的影响，并确定最佳改性淀粉和聚乳酸共混
玻璃化温度都要高于它的热分解温度，通过直接加热
的方法无法观察它的熔融过程，纯淀粉不具备热加工 作者简介 ：马调调（1992-)，女，本科，工程师，现从事
性能。在制作塑料制品的过程中无法经行机械加工， 复合材料研究工作。
淀粉的塑化改性尤为重要 [5] 。 收稿日期 ：2018-05-16

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