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甘蔗渣制备可生物降解复合材料结构与性能的研究

文献类型： 中文期刊

作者： 付调坤 1 ; 常刚 1 ; 付琼 2 ; 魏晓奕 1 ;

作者机构： 1.中国热带农业科学院农产品加工研究所

2.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所

关键词： 甘蔗渣;可生物降解复合材料;农业废弃纤维;高值化利用

期刊名称： 热带作物学报

ISSN： 1000-2561

年卷期： 2016 年 37 卷 10 期

页码： 2007-2013

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 以甘蔗渣纤维为原料,通过对甘蔗渣进行改性,制备新型全纤维素基生物塑料材料,为其高值化利用提供了新的思路。将甘蔗渣进行热水预处理和酸碱预处理,得到BF1和BF2,再将BF1和BF2与聚ε己内酯按一定比例混合制备甘蔗渣复合材料,得到复合材料1和2,通过拉力试验机、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)等手段研究复合材料的结构与性能的关系。结果表明:复合材料1的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均随着BF1含量的增加而降低,而复合材料2随着BF2含量的增加呈先升后降的趋势。BF2含量为20%的复合材料拉伸强度达9.48 MPa时,比BF1复合材料的提高了55%;BF2含量为10%的复合材料撕裂强度达40.32 KN/m时,比BF1复合材料的提高了63%。XRD分析结果发现,复合材料在6.0°、21.5°和23.8°附近有3个明显的衍射峰,说明甘蔗渣含量对复合材料衍射峰的位置和强度影响不大,但BF1复合材料的结晶度明显比BF2复合材料的小。SEM分析结果表明,当复合材料中甘蔗渣含量较少时,甘蔗渣纤维与材料基体有一定的相容性,材料基体对甘蔗渣纤维包裹性好;随着甘蔗渣含量的增加,两相间的相容性逐渐变差,当甘蔗渣含量增加至20%时,材料基体不能对甘蔗渣纤维形成很好的包裹。热重分析结果表明,复合材料1的热稳定性随着甘蔗渣含量的增加而增大,复合材料2的热稳定性呈先增后减的趋势。采用不同方法对甘蔗渣进行预处理,其热塑性能发生不同程度改变,制备的甘蔗渣复合材料的力学性能及微观结构都有所差异,酸碱预处理后的甘蔗渣呈现疏松网络结构,与复合材料中其他组分有更好的相容性,制备出的复合材料力学性能表现更佳。

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