用GMA修饰的PLA/竹复合材料的评价:机械强度和生物降解性
Hongtao Shi1, Shuyu Zhao1, Lian Chen1
1College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, China.
ACS omega
|November 3, 2025
概括
在聚乳酸 (PLA) 上移植甘基甲基酸 (GMA) 可以改善环保的竹塑料复合材料 (BPC). 适度的GMA修改显著提高了基于PLA的复合材料的机械性能,耐水性和耐久性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 开发环保木塑复合材料 (WPC) 需要在极地植物纤维和非极地聚合物矩阵 (如聚乳酸 (PLA)) 之间提高界面兼容性.
- 现有的WPC经常患有差的界面粘附,限制其性能和耐用性.
研究的目的:
- 在生物基复合材料中改善竹粉 (BF) 和PLA矩阵之间的界面兼容性.
- 通过对PLA进行表面修改,提高环保竹塑料复合材料 (BPC) 的性能,耐水性和机械性能.
主要方法:
- 在聚乳酸 (PLA) 上通过使用氧化作为启动剂的固态相修饰将甘氨基甲酸 (GMA) 移植到聚乳酸 (PLA) 上.
- 合成PLA-g-glycidyl甲基酸盐 (PLA-g-GMA) 共聚合物,不同的接种比率.
- 使用FTIR和1HNMR光谱学对共聚合物结构的表征.
- 使用PLA-g-GMA与竹粉 (BF) 的热压制竹塑料复合材料 (BPC) 的制造.
- 通过物理,机械和土壤埋葬降解测试评估BPC属性.
主要成果:
- 在15%的GMA含量下,GMA对PLA的最佳接种比率达到15%,导致接种率为9.62%.
- 与未经修改的复合材料相比,用修改的PLA制成的复合材料显示出明显改善的抗水性和机械性能.
- 使用15%GMA改性PLA的复合材料在静态屈曲强度上增加了168.86%,弹性模量增加了94.06%,冲击强度增加了45.67%.
- 15%的GMA修改还增强了耐水性,使用13%的GMA修改PLA的复合材料的24小时吸水率为1.05%,并减缓了土壤埋葬降解.
结论:
- 在生物基复合材料中,PLA与GMA的适度接种有效地增强了PLA和竹粉之间的界面粘附.
- 修改后的PLA显著提高了竹塑料复合材料的整体性能,包括机械强度和耐水性.
- 这项研究为设计具有量身定制属性的高性能,环保的WPC提供了基础.
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