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

b、c、d 三组的一级衍射峰所对应的衍射角差不
多，则三者的层间距也差不多，说明 OMMT 含量＜ 10%
时，OMMT 的含量对 PBAT/OMMT 纳米复合材料层
间距的影响不大。
a 组的衍射峰不明显，是无规则宽度的漫衍射。
说明有机蒙脱土在含量很低时，在聚合物中分散较为
均匀。且可降解聚酯 PBAT 中的 OMMT 部分剥离甚
至完全剥离，形成了实验需要的纳米复合材料。
2.5 复合材料的力学性能测试
2.5.1 拉伸性能
图 8 中，纳米复合材料的拉伸强度先随着 MMT
图 9 复合材料断裂伸长率随 MMT 含量变化关系图
含量的增多而增大，当 MMT 的含量大于 4% 时，拉
伸强度开始下降。整个过程中，复合材料的拉伸强度 从图 9 中可以看出，在 MMT 含量 0~2% 的范围内，
从初始值 ( 此时 MMT 含量为 0) 21.33 MPa 增加到 PBAT/OMMT 纳米复合材料的断裂伸长率随 MMT 含
最大值 26.32 MPa，故复合材料拉伸强度的最大增加 量的增加而增加 ；在大于 2% 的范围内，纳米复合材
值为 4.99 MPa。拉伸强度最大能提高 23.39%。针 料的断裂伸长率随 MMT 含量的增加而减小。PBAT
对本实验，本实验认为由于 MMT 的纳米效应以及 断裂伸长率为 98%，在 MMT 含量为 2% 时，复合
与 PBAT 基体的相容效应，使 MMT 较均匀地分散在 材料的断面伸长率达到最大值为 113% 故复合材料与
PBAT 基体中，增大了二者的吸附作用，从而当 MMT PBAT 相比。断裂伸长率的最大增加值为 113%-98%

含量较少时，复合材料的拉伸强度便能得到较大的提 =15%。由于 MMT 的纳米尺寸以及与 PBAT 基体的界
高。但是，当 MMT 的含量增加到 6% 时，由于 MMT 面黏结力增大，使 MMT 在 PBAT 基体的分散程度加

会发生团聚，会降低 MMT 与 PBAT 基体的相容性， 大 [19] ，从而当 MMT 含量较少 (0~2%) 时，复合材料
使复合材料的拉伸强度开始降低。因此 MMT 的含量 的断裂伸长率会增大。但是，当 MMT 的含量超过 2%
变化既会增加复合材料的拉伸强度，同时又会因为用 时，部分 MMT 开始发生团聚，会降低 MMT 与 PBAT
量较多而降低其拉伸强度。 基体的界面黏结力，使复合材料的断裂伸长率开始降
低 [20] 。这种作用原理同刚才拉伸性能中阐述的基本一
致。
2.6 MMT 含量对复合材料结晶性能的影响
第一次快速升温至 150℃，保温 5 min，以消除
热历史 ；第一次程序降温 (-10 ℃ /min)，使温度从
150℃降至室温 ；第二次程序升温（10℃ / min），使
温度从室温升至 150℃。整个过程中用差示扫描量热
仪对 PBAT 及 PBAT/OMMT 纳米复合材料进行测试。
根据实验数据计算结晶度 x，且 x=ΔH/ΔH*，
其 中，ΔH* 为完全结晶 PBAT 的熔融热 [21] 。ΔH*=
114(J/g)。汇总计算结果得表 7。

图 8 复合材料拉伸强度随 MMT 含量的变化关系图 表 7 熔融法所得 PBAT/MMT 纳米复合材料的热性能
-1
样品 T g /℃ T m /℃ T c /℃ ΔH/(J . g ) x/% t(1/2)
2.5.2 断裂伸长率 PBAT -37 111 68.6 11.2 9.82 1.11
PBAT/2%MMT -37 111 73.3 11.0 9.65 1.08
PBAT/MMT 纳米复合材料断裂伸长率与 MMT 含 PBAT/4%MMT -37 111 73.0 10.2 8.95 1.03
量的关系曲线如图 9 所示。 PBAT/6%MMT -37 112 70.2 9.6 8.42 1.00
PBAT/8%MMT -36 112 69.8 8.9 7.81 0.95

·6· 第 45 卷 第 10 期