【摘 要】
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可降解的木质纤维/PBS（聚丁二酸丁二醇酯）复合材料因其易加工成型、具有良好的冲击强度、可生物降解性等优点广泛应用于包装材料、注塑成型材料等。PBS作为一种半结晶型聚合物,其结晶度、结晶形态和晶体结构的差异将影响PBS的力学性能和加工性能,在PBS材料的实际加工过程中,通常采用添加无机颗粒的方法来调节PBS的结晶性能。本文从上述研究构思出发,通过注塑成型法分别制备两种无机颗粒增强的可降解稻秸粉（R
【基金项目】
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国家自然科学基金（32171696）； 中央高校基本科研业务费（2572021BB01）；
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可降解的木质纤维/PBS（聚丁二酸丁二醇酯）复合材料因其易加工成型、具有良好的冲击强度、可生物降解性等优点广泛应用于包装材料、注塑成型材料等。PBS作为一种半结晶型聚合物,其结晶度、结晶形态和晶体结构的差异将影响PBS的力学性能和加工性能,在PBS材料的实际加工过程中,通常采用添加无机颗粒的方法来调节PBS的结晶性能。本文从上述研究构思出发,通过注塑成型法分别制备两种无机颗粒增强的可降解稻秸粉（RS）/PBS复合材料。首先探究稻秸粉/PBS复合材料的制备与性能,进而采用非等温结晶动力学探究无机颗粒对可降解稻秸粉/PBS复合材料结晶性能的影响。主要研究内容如下:（1）当质量分数为40%的稻秸粉添加到PBS中形成复合材料时,其弯曲强度和拉伸强度分别提升81.2%和16.0%,冲击强度降低。在本实验中,稻秸粉添加量为40%的RS/PBS复合材料表现出较好的综合力学性能。稻秸粉的引入会明显增强PBS的结晶能力,提高了结晶温度和结晶速度,但并没有改变PBS的结晶方式和结晶结构。在相同相对结晶度条件下,RS/PBS复合材料的值低于纯PBS,其结晶活化能低于纯PBS。稻秸粉对PBS复合材料的降解有着促进作用。（2）为了提高材料力学和结晶性能,在RS/PBS复合材料中添加Ca SO4无机颗粒。复合材料弯曲性能和拉伸性能有所提升,冲击强度略有降低。当Ca SO4添加量达到3%时,表现出较好的综合力学性能。Avrami方法和莫志深法表明,Ca SO4的引入提高了结晶速度,但并没有改变PBS的结晶方式和结晶结构。在相同相对结晶度条件下,RS/PBS/Ca SO4复合材料的值低于RS/PBS复合材料,其结晶活化能介于RS/PBS和PBS之间。Ca SO4对RS/PBS复合材料的降解有少量抑制作用,但对复合材料的降解速率没有显著影响。（3）为了提高材料力学和结晶性能,在RS/PBS复合材料中添加Ti O2无机颗粒。复合材料弯曲强度和弯曲模量分别提高了30.34%和28.39%,拉伸性能和冲击韧性略有提升。当Ti O2添加量达到1%时,表现出较好的综合力学性能。Ti O2的引入能够提高结晶温度和结晶速度,但并没有改变PBS的结晶方式和结晶结构。在相同相对结晶度条件下,RS/PBS/Ti O2复合材料的值低于RS/PBS复合材料,其结晶活化能低于RS/PBS/Ca SO4复合材料。Ti O2对RS/PBS复合材料的降解有少量抑制作用,但对复合材料的降解速率没有显著影响。综上所述,Avrami方法和莫志深法适用于描述RS/PBS复合材料体系的非等温结晶动力学,而Ozawa方法无法适用其非等温结晶过程。通过添加少量的无机颗粒Ca SO4和Ti O2能够提高稻秸粉/PBS复合材料的结晶性能,从而在宏观上表现为提高其力学性能,其中RS/PBS/Ti O2复合材料力学和结晶性能提升较为明显。与此同时,无机颗粒的加入对复合材料的降解有少量抑制作用,但对复合材料的降解速率没有显著影响。
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