全球每年废弃渔具数量惊人,由聚乙烯、尼龙等合成纤维制成的渔网在自然环境中几十年后仍然无法降解,造成白色污染,有些丢弃在海水环境中的渔具成为“幽灵渔具”,对渔业资源和生态环境危害巨大。为了防止或减轻“幽灵捕捞”、保护海洋渔业资源和生态环境、实现可持续发展,可降解渔用材料的研发与应用尤为重要。淀粉具有来源广、成本低廉、可完全生物降解、热力学性能好、再生能力强等优点,是当前生物可降解材料的研究热点。然而,以天然淀粉为原料的生物降解材料的强度、模量等力学性能以及耐水性差,难以单独作为一种高分子材料使用,通常需要对其进行热塑性改性后再与其他高分子聚合物进行共混加工制备。由于淀粉和聚乙烯结构差差异显著,直接进行共混改性导致淀粉和聚乙烯的相容性差。反应挤出技术可增加不相容聚合物共混物的原位相容性。本文以HDPE和塑化木薯淀粉为原料,采用反应挤出-熔融纺丝法对淀粉与聚乙烯进行增容改性,制备了淀粉基渔用复合纤维,研究了共混结构对淀粉基复合材料的熔融加工性能、纤维结构与性能,同时研究了不同降解方式对淀粉基复合纤维降解行为的影响,结果如下:(1)采用直接熔融共混法制备了不同共混体系的HDPE/淀粉复合材料,研究了共混结构对HDPE/淀粉复合材料的加工流变性、微观结构、热性能、力学性能与动态力学性能的影响。结果显示:随着淀粉含量的增加,HDPE/淀粉共混体系的熔融时间缩短,转矩值降低,粘度降低,流动性增加,淀粉的引入有效改善了共混体系的加工流变性;与纯HDPE相比,HDPE/淀粉共混体系断面较平整,说明淀粉引入改善了HDPE的韧性;淀粉的引入破坏了HDPE的结晶完善程度,使其有序性降低,导致HDPE/淀粉共混体系总结晶度下降;淀粉与HDPE存在相分离,淀粉颗粒分散在HDPE分子链间,削弱了分子链的相互作用,淀粉在基体中形成微米级微区,易形成应力集中区,导致共混体系力学性能显著降低;淀粉的引入导致HDPE晶区附近链段间减少,链段运动活化能降低,因而α转变峰温度移向低温,在该峰值区域E’急剧下降,HDPE/淀粉共混体系的刚性、机械性能显著降低。引入一定含量的淀粉可以改善HDPE的加工流变性和韧性,为制备高性能可降解淀粉基渔用材料提供了理论基础和技术支撑。(2)采用反应挤出-熔融纺丝法制备了淀粉基渔用复合纤维,研究了共混结构对淀粉基复合纤维微观结构、热性能、动态力学性能及力学性能的影响。结果表明:经反应挤出后淀粉基复合纤维断面光滑,没有出现相分离现象,复合纤维中HDPE与淀粉相容性较好;淀粉基复合纤维中HDPE的熔融温度逐渐向低温方向移动,结晶度下降,结晶熔融峰变窄,高温区α转变峰逐渐减弱、变窄,无规链段增多,随淀粉含量增加,淀粉基复合纤维断裂强度显著降低,但断裂伸长率和结节强力保持率增加。(3)采用土埋法研究了淀粉基复合纤维的降解行为,通过表征淀粉基复合纤维表面形貌、结构形态、热性能和失重率随降解时间的变化探讨复合纤维降解机制。降解5个月后,淀粉基复合纤维表面变得粗糙,出现絮状分层,复合纤维内部结构坍塌;HDPE、STR-50、STR-80和STR-90失重率分别为0、5.2%、29.9%和34.8%。(4)利用紫外老化环境箱模拟环境老化条件研究了淀粉基复合纤维的光降解行为,分析了光降解过程中淀粉基复合纤维的微观结构与宏观性能的变化规律。结果表明:光降解1000h后,复合纤维STR-80表面无明显区别,但内部呈现多孔洞结构;HDPE、STR-50、STR-80和STR-90失重率分别为0.98%、3.21%、5.51%和8.12%,淀粉基复合纤维光降解程度较低。光降解后STR-90基本不具备纤维强度,STR-50和STR-80断裂强度的损失率分别为71.7%、70.5%。复合纤维的断裂强度和断裂强度的损失率与光降解时间的变化趋于线性关系,断裂强度随光降解时间增加而显著下降。