聚乳酸是一類熱塑性脂肪族聚酯,具有優(yōu)良的生物相容性,從合成、使用到廢棄的過程均對環(huán)境沒有任何污染,符合可持續(xù)發(fā)展理念。但是,純聚乳酸力學(xué)強(qiáng)度不高,抗沖擊韌性差,抗熱變形能力和熱穩(wěn)定性較低,迫切需要對其進(jìn)行改性研究,以擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。本文通過物理共混的方法,以聚乳酸為基體材料,微米長度碳纖維為增強(qiáng)材料,生物降解型增韌劑為增韌材料,制備出性能優(yōu)良可3D打印的碳纖維/生物降解型增韌劑/聚乳酸復(fù)合材料。先通過熱壓成型制備碳纖維/聚乳酸復(fù)合材料,研究碳纖維含量及長度對其性能的影響,結(jié)果表明,相比于純聚乳酸,當(dāng)碳纖維含量為20wt%,長度為300μm時(shí),綜合性能最為優(yōu)異,其拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度分別提高了 30%、36%和11.1%,TGA分析表明熱穩(wěn)定性提高,DSC分析表明碳纖維具有異相成核作用,結(jié)晶度提高。再通過熱壓成型制備碳纖維/生物降解型增韌劑/聚乳酸復(fù)合材料,研究增韌劑種類及含量對其性能的影響,結(jié)果表明,相比于PBAT和PHA,PBS的改性效果較好。相比于20CF/80PLA復(fù)合材料,當(dāng)PBS含量為4wt%時(shí),實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、韌性和耐熱三者之間的平衡,其斷裂伸長率、缺口沖擊強(qiáng)度和熱... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＣＦ原料和制備所得的哈克共混物外觀照片：（ａ）原始ＣＦ?（ｂ）哈克共混物??Ｆｉｇ．２－１?Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣＦ?ａｎｄ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｈａａｋｅ?ｂｌｅｎｄｓ：?（ａ）?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ＣＦ?ａｎｄ?ｈａａｋｅ?ｂｌｅｎｄｓ??

Ｆｉｇ．２－２?Ｈａａｋｅ?ｔｏｒｑｕｅ?ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＣＦ／ＰＬＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＣＦ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ：??（ａ）ｔｏｒｑｕｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ?ａｎｄ?（ｂ）ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ??由圖２－２（ａ）和（ｂ）所示，純ＰＬＡ的最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫分別為１８．３Ｎ－ｍ、??３．８Ｎ?ｍ和１８９．６°Ｃ，隨著ＣＦ含量的增加，各個(gè)組分在混合過程中轉(zhuǎn)矩及溫度的變化??略有差異，但最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫均呈現(xiàn)上升趨勢，當(dāng)ＣＦ含量增加到??２５ｗｔ％時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫分別達(dá)到２９Ｎ＿ｍ、６．１Ｎ?ｍ和１９２．５°Ｃ。這??是由于加入ＣＦ后，ＣＦ填充在ＰＬＡ顆粒之間的空隙中，增大了熔體的粘度，此時(shí)熔??體的流動不僅要克服ＰＬＡ分子鏈的纏繞，而且還要克服被ＰＬＡ包裹的ＣＦ填料之間??的摩擦力以及ＰＬＡ和ＣＦ之間強(qiáng)烈的摩擦力作用，導(dǎo)致熔體強(qiáng)度增大所致。隨著ＣＦ??含量不斷增加，熔體的粘度越來越大，可見，ＣＦ含量過多不利于ＣＦ／ＰＬＡ共混物混??合均勻

Ｔｉｍｅ（ｍｉｎ）?Ｔｉｍｅ（ｍｉｎ）??圖２－２不同ＣＦ含量的ＣＦ／ＰＬＡ復(fù)合材料哈克轉(zhuǎn)矩流變曲線：??（ａ）轉(zhuǎn)矩－時(shí)間曲線（ｂ）溫度－時(shí)間曲線??Ｆｉｇ．２－２?Ｈａａｋｅ?ｔｏｒｑｕｅ?ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＣＦ／ＰＬＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＣＦ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ：??（ａ）ｔｏｒｑｕｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ?ａｎｄ?（ｂ）ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ?ｃｕｒｖｅ??由圖２－２（ａ）和（ｂ）所示，純ＰＬＡ的最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫分別為１８．３Ｎ－ｍ、??３．８Ｎ?ｍ和１８９．６°Ｃ，隨著ＣＦ含量的增加，各個(gè)組分在混合過程中轉(zhuǎn)矩及溫度的變化??略有差異，但最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫均呈現(xiàn)上升趨勢，當(dāng)ＣＦ含量增加到??２５ｗｔ％時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和最終料溫分別達(dá)到２９Ｎ＿ｍ、６．１Ｎ?ｍ和１９２．５°Ｃ。這??是由于加入ＣＦ后，ＣＦ填充在ＰＬＡ顆粒之間的空隙中，增大了熔體的粘度，此時(shí)熔??體的流動不僅要克服ＰＬＡ分子鏈的纏繞，而且還要克服被ＰＬＡ包裹的ＣＦ填料之間??的摩擦力以及ＰＬＡ和ＣＦ之間強(qiáng)烈的摩擦力作用，導(dǎo)致熔體強(qiáng)度增大所致。隨著ＣＦ??含量不斷增加

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3606707