Page 73 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）

材料与应用 马调调·纳米二氧化硅 / 淀粉 / 聚乳酸三元复合材料力学性能研究

表 16 聚乳酸含量不同时的实验数据
10 20 30 40
拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /%
第一根 15.07 0.62 13.15 1.13 18.35 0.75 18.48 0.92
第二根 10.57 5.65 11.56 1.13 16.04 1.08 9.22 1.68
第三根 18.89 0.7 13.25 1.03 17.81 0.92 20.14 1.35
第四根 15.75 1.02 10.72 1.02 18.11 0.67 18.29 1.55
平均值 15.07 1.99 12.17 1.07 17.57 0.85 16.53 1.37

材料表现为硬而脆，但其的断裂伸长率是最低的，说 比，在此基础上加入纳米二氧化硅用来增加材料的韧
明此时材料没有单性伸长，会立即脆断。聚乳酸含量 性。通过微机控制电子万能试验机对材料进行力学性
在 20% 的时候拉伸强度最低，这时的材料脆性相对于 能测试，纳米二氧化硅力学试样数据如表 17，添加纳
30% 小，聚乳酸含量为 20% 时断裂伸长率高于 30%， 米二氧化硅后材料的应力 - 位移图如 8，拉伸强度、
此时前者相对于后者后断裂。 断裂伸长率如表 18。
2.5 淀粉 / 聚乳酸、偶联剂、纳米二氧化硅 如图 8 和表 17 可知，添加纳米二氧化硅可以增加
力学性能测试 改性淀粉 / 聚乳酸共混材材料，图形中出现了位移后
通过前期工作找到了最好的聚乳酸、偶联剂的配 退的现象是因为在拉伸的过程中材料没有在固定范围

表 17 添加纳米二氧化硅力学数据
样条名称 试样厚度 /mm 试样宽度 /mm 试样原始 拉伸强度 /MPa 最大力 /N 拉伸 断裂伸长率 /% 拉伸断 拉伸屈
标距 /mm 屈服力 /N 裂应力 /N 服应力 /MPa
纳 1 4 10 50 11.02 440.96 448.65 0.91 11.02 11.22
纳 2 4 10 50 9.81 392.53 392.53 5.59 1.44 9.81
纳 3 4 10 50 18.14 725.57 727.34 0.64 18.14 18.18
纳 4 4 10 50 13.97 558.68 558.68 1.56 0.4 13.97

出材料的韧性得到提高。

3 结论
本文通过使用甘油增强改性淀粉，制备了热塑性
淀粉材料样条，在此条件下添加纳米二氧化硅和偶联
剂 DB-570 改性淀粉，将改性后的淀粉同聚乳酸制备
淀粉 / 聚乳酸共混材料，考察研究纳米二氧化硅和偶
联剂 DB-570 对淀粉 / 聚乳酸共混材料的力学性能的
影响。同时也对添加不同含量的聚乳酸制备出淀粉 /
聚乳酸共混物的力学性能进行了测试分析。得到以下
的结论 ：
（1）通过在淀粉 / 聚乳酸共混材料中添加偶联剂，
图 8 添加纳米二氧化硅后应力 - 位移曲线图
材料的拉伸强度、断裂伸长率都发生了变化，拉伸强
表 18 添加纳米二氧化硅拉伸强度、断裂伸长率 度呈现先降后升、断裂伸长率先升后降的情况，从实
材料 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /%
加入纳米二氧化硅 13.23 2.17 验中得到偶联剂的最好的添加量为 0.8%，在这个最佳
的添加量的时候材料相对于其他含量的脆性低一点。
能断裂，导致了位移在发生变化但是材料已经断裂图
偶联剂的添加是为了让淀粉聚乳酸的相容性提高。
形还在变化，材料在两端处断裂。加入纳米二氧化硅
（2）添加少量的纳米二氧化硅同样可以改善淀粉
后拉伸强度相对没有加入纳米二氧化硅前有了明显的
/ 聚乳酸共混材料的韧性，通过前期用纳米二氧化硅改
下降，纳米二氧化硅增韧了材料使材料相对没有加入
性淀粉找到了一个最佳值 1.5%，用这个含量的纳米二
纳米二氧化硅前柔软，断裂伸长率得到了提高材料不
氧化硅塑化后的淀粉来同聚乳酸共混可以改性材料本
会很快发生脆裂 [19~22] 。通过添加纳米二氧化硅可以看

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2019 第 45 卷 ·55·