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

2 实验结果与讨论 此可解释为 ：晶须粉料的加入，使得 PBS 基体本身的
PBS 作为可降解性生物材料，具有优越性能，但 强度升高，但其柔性却有所下降。而 10% 时，因为相
由于强度低，脆性较大，制作成本较高以及与无机材 对于 5% 时，晶须量增多，晶须的加入增强 PBS 基体
料相容性差等缺陷。实验通过向 PBS 中加入钛酸钾晶 本身强度的同时，改变了 PBS 分子链的柔韧性，使得
须以提高其力学性能和热力学性能，实验结果表明 ： 复合材料的柔性有所增加。但当晶须含量大于 10% 时，
随着 PBS 中钛酸钾晶须质量百分比的增加，PBS 的拉 晶须团聚现象严重，较大的改变了 PBS 基体，从而使
伸性能略微有所降低，但抗弯曲性能显著增强，热分 得复合材料的柔韧性大大下降。晶须本属高强度、脆
解温度逐渐升高。 性材料，超过承载范围后，破坏应力传递，大大超过
2.1 复合材料拉伸性能 基体所承受应力，迅速断裂 [22~23] 。
图 1 可以看出来，PBS 平板的拉伸强度随晶须的
含量的增加，呈现先增加后减少的状态。由实验数据
可得出 ：当晶须加入量为 3% 时，PBS 的拉伸强度比
未加入晶须的 PBS 的拉伸强度提高了 ；当晶须加入量
分别为 5%、10%、15%、20%、25% 时，比纯的 PBS
的拉伸强度依次降低了 2.855%、1.971%、4.930%、
4.815%、4.389%。由此可得出 ：钛酸钾晶须的加入
对材料的拉伸强度影响不大，且在晶须含量较低时分
散较均匀，与树脂界面结合较好 ；所以在晶须含量较
低时，复合材料的拉伸强度有所增强。但随着加入晶
须含量的逐渐增加，晶须粒子有团聚现象，使得 PBS/
图 2 钛酸钾晶须对断裂伸长率的影响
钛酸钾晶须复合材料的拉伸强度有所降低。
2.2 复合材料弯曲性能
图 3 为 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料与纯的 PBS 的
弯曲模量随着钛酸钾晶须含量变化而变化的柱状图，
由柱状图可知，伴随着晶须含量的逐渐增加，PBS 复
合材料的弯曲模量在显著增高。钛酸钾晶须含量为
25% 的 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料弯曲模量最高，比
纯的 PBS 高出 528.17 MPa。当复合材料受到弯曲应
力影响时，材料就要在弹性极限内产生抵抗弯曲形变
的能力，其受力方式和状态变得比较复杂。由于晶须
本身大，应力作用时晶须局部抵抗应变，并通过 PBS
基体传递给周围的晶须 [24] 。材料上表面承受的是内敛
的压应力，下表面则承受的是外张的压应力，而材料
图 1 钛酸钾晶须对拉伸强度的影响
中部则受剪切应力的作用。
如图 2 为 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料与纯的 PBS
图 4 为 PBS/ 钛酸钾晶须复合材料的弯曲强度随
的断裂伸长率随钛酸钾晶须含量变化而变化的曲线图。
着钛酸钾晶须含量变化而变化的柱状图，由图可看出，
由图可以看出，PBS 平板的断裂伸长率随着钛酸钾晶
随着钛酸钾晶须含量的不断增加，PBS 复合材料的弯
须含量的增加，呈现先下降后增加再下降的过程。当
曲强度逐渐增强。 当晶须含量增加到 25% 时弯曲强
晶须含量为 5% 时，断裂伸长率由纯 PBS 的 208.32%
度达到最大的为 33.46 MPa, 比纯 PBS 的弯曲强度提
降至 181.16% ；当晶须含量为 10% 时，断裂伸长率为
高了 12.826 MPa. 由于钛酸钾晶须具有增加 PBS 刚性
最高的 234.78% ；当晶须含量为 25% 时，断裂伸长率
的作用，所以随着晶须含量的不断增加，其 PBS/ 钛
为最少的 48.53%，比纯的 PBS 降低了 159.79%。由
酸钾晶须复合材料的刚性也逐渐增强。

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·10· 第 45 卷 第 期