纳米纤维素晶须增强生物聚酯p(3,4)hb复合材料

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1、林业工程学报，２０１６，１（３）：８５－９０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｏｉ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１６．０３．０１６纳米纤维素晶须增强生物聚酯Ｐ（３，４）ＨＢ复合材料∗张仁华，张蕤，黎航，凌敏，刘志鹏（南京林业大学化学工程学院，南京２１００３７）摘要：由于纳米纤维素晶须（ＣＮＷ）表面含有丰富的羟基，亲水性强，制约了其在疏水性聚合物体系中的应用。本研究以硅烷偶联剂ＫＨ－５５０对纳米纤维素晶须进行改性，降低其表面的亲水性，再以改性后的纳米纤维素晶须（ＳＴＣＮＷ）为增强相、可生物降解聚（３－羟基丁酸酯－ｃｏ－４－羟基丁酸酯

2、）［Ｐ（３，４）ＨＢ］为基体，采用溶液浇铸法制备Ｐ（３，４）ＨＢ／ＳＴＣＮＷ纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、Ｘ－射线衍射仪、接触角测试、扫描电镜、偏光显微镜、拉伸测试和热重分析仪等对其微观结构、表面形貌、结晶行为、力学性能和热稳定性等进行表征与分析。结果表明：改性后的纳米纤维素晶须具有良好的疏水性，可均匀分散在Ｐ（３，４）ＨＢ基体中形成纳米复合结构，能促进Ｐ（３，４）ＨＢ结晶的形成，提高基体的拉伸强度和弹性模量等力学性能，但热稳定性稍差。关键词：纳米纤维素晶须；硅烷化；聚（３－羟基丁酸酯－ｃｏ－４－羟基丁酸酯）；力学性能中图分类号：ＴＱ３５文献标志码：Ａ文章编号：２０９６－１

3、３５９（２０１６）０３－００８５－０６ＢｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒＰ（３，４）ＨＢ⁃ｂａｓｅｄｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｙｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｗｈｉｓｋｅｒｓ∗ＺＨＡＮＧＲｅｎｈｕａ，ＺＨＡＮＧＲｕｉ，ＬＩＨａｎｇ，ＬＩＮＧＭｉｎ，ＬＩＵＺｈｉｐｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙ（３⁃ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ⁃ｃｏ⁃４⁃ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ）（Ｐ（３，４）ＨＢ）ｉｓａｍｅｍｂｅｒｏｆＰｏｌｙｈ

4、ｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅｓ（ＰＨＡｓ），ｗｈｉｃｈｈａｖｅｌｏｔｓｏｆｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓｂｉｏｄｅｇｒａｂｉｌｉｔｙ，ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ，ｌｏｗｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋ，ａｎｄｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＰ（３，４）ＨＢｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｌｙｏｒｄｅｒｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｖｅｇｒｅａｔｌｙｌｉｍｉｔｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰ（３，４）ＨＢｉｎｓｏｍｅａｒｅａｓ

5、．Ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｆｉｌｌｅｒｔｏａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓａｗｅｌｌ⁃ｋｎｏｗｎａｐｐｒｏａｃｈｉｎｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｔｈｕｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｌｏｎｇｗｉｔｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｗｉｓｈｋｅｒ（ＣＮＷ）ｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔＫＨ－５５０ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｒｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｍｐ

6、ａｔｉｂｉｌｉｔｙｉｎｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓ．Ｔｈｅｎ，ｓｉ⁃ｌａｎｅｔｒｅａｔｅｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅｎａｎｏｗｈｉｓｋｅｒｓ（ＳＴＣＮＷ）ｗａｓｕｓｅｄａｓａｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇａｇｅｎｔａｎｄｗａｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｉｎｔｏｂｉｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒｐｏｌｙ（３⁃ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ⁃ｃｏ⁃４⁃ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ）ｂｙｓｏｌｕｔｉｏｎｃａｓｔｉｎｇｔｏｐｒｅｐａｒｅＰ（３，４）ＨＢ／ＳＴＣＮＷｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏ⁃ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖ

7、ｉｏｒ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＰ（３，４）ＨＢａｎｄｉｔｓｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＩｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＩＲ），Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｔｅｓｔ，ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｐｏｌａｒｉｚｅｄｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＰＯＭ），ｔｅ