纤维素纳米晶对聚酯发泡及力学性能的影响.pdf

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1、04期程塑应用Vo1．42．NO3EERINGPLA。sAPPLCATMrdT．2O14纤维素纳米晶对聚酯发泡及力学性能的影响陈佑立(武汉理工大学化学工程学院，武汉430070)摘要：从棉短绒中提取的纤维素纳米晶(CNs)对聚丁二酸丁二酯(PBS)进行改性，研究了CNs对PBS／CNs复合材料发泡性能和力学性能的影响。结果表明，CNs在PBS材料发泡过程中具有成核剂的作用，当CNs的质量分数为5％时，PBS／CNs复合发泡材料泡孔密度增加至9．6X10个／cm，泡孔直径降低为l31m。PBS／CNs复合发泡材料弯曲强度由5．8MPa升至6．4MPa，弯曲弹性模量由221MPa

2、上升至306MPa。关键词：聚丁二酸丁二酯；纤维素纳米晶；发泡材料中图分类号：TQ325．2文献标识码：A文章编号：1001．3539(2014)03．0104—05StudyonImpactofCelluloseNanocrystalonPolyesterFoamMaterialandItsMechanicalPropertiesChenYouli(CollegeofWuhanUniversityofTechnologyofChemicalTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Polybutylenesuccinate(PBS)foam

3、materialwasmodifiedbycellulosenanocrystal(CNs)extractedfromcottonlinters，theimpactofCNsonitsfoamabilitiesandmechanicalpropertieswasinvestigated．TheresultsshowthatCNsplayanimportantroleasnucleatingagents．whenmassfractionofCNsis5％．itcanreduceitsaverageporediameterandincreasethecelldensityto13

4、1lIland9．6X10’cell／cm，respectively．WhenthecontentofCNsis5％，theblendingstrengthandblendingmodulusofPBS／CNsfoammaterialincreasefrom5．8MPato6．4MPaand221MPato306MPa．Keywords：poly(butylenesuccinate)；cellulosenanocrystals；foammaterial传统发泡塑料包括聚氯乙烯_l】，聚烯烃_2]，聚苯了广泛的应用[8-9]o更重要的是在发泡过程中，分散乙烯(PS)0和聚氨酯(

5、PUR)]，由于存在大量的气泡于聚合物基质的纳米填料能够发挥成核剂的作用，的缘故，这些发泡塑料具有一系列独特的性能，如低即在降低泡孔孔径的同时，还能够增加泡孔密度『lⅢ成本、低密度、低热导率、高比强度，良好的隔音性能，其中常用作为成核剂的无机纳米填料包括纳米和优越的缓冲性能，被广泛地应用于隔热、吸附，缓碳酸钙n和纳米二氧化硅[13]o另外，天然高分子冲及包装材料。然而，大量使用这些传统塑料会造纳米填料如碳纳米纤维]、碳纳米管也能够作成石油资源逐渐枯竭，并且带来的环境问题也日益为成核剂改性PBS泡沫材料。笔者通过硫酸酸解突m。聚丁二酸丁二酯(PBS)是完全可生物降解的法从棉短绒

6、中提取具有高结晶性，纳米尺度的CNs，聚合物，可通过1，4一丁二醇和丁二酸之间的缩聚反并将其融入PBS泡沫材料中，以提高PBS泡沫材应合成得到，也可通过含有纤维素、葡萄糖、果糖乳料的发泡性能和力学性能，并进一步探讨CNs的改糖等可再生农作物产物，经生物发酵等途径实现绿性作用机理以及最佳配比。另外棉短绒的成本相对色循环生产而制备。因此，PBS发泡材料的最大优PBS材料成本低廉，可以降低生产成本，因此具有进势在于其具有生物可降解性和可循环性，并能够缓行研发的价值。解石油等能源危机l5J。1实验部分纤维素纳米晶(CNs)是一种普遍存在于植物1．1主要原材料和动物中独特而丰富的可再生

7、资源，具有高比表面PBS：工业纯，吹塑级，安庆和兴化工有限责任积、低密度和高力学强度等优点，其杨氏模量基于公司；理论计算可达到167．5GPa，已经接近了铁的模量棉短绒：湖北化工纤维集团有限公司；f200GPa)一】。这些特性使CNs成为一种优异的增联系人：陈佑立，硕士，主要从事生物质材料加工成型研究工作强塑料力学性能的纳米填料，在复合材料领域得到收稿日期：2014．01．02陈佑立：纤维素纳米晶对聚酯发泡及力学性能的影响l0710％时，弯曲强度由未添加CNs时的9．2MPa上升孔密度，当cNs质量分数