渣酯化淀粉木薯渣優(yōu)化PBS材料阻燃性能

?????? 近幾年，采用天然植物纖維材料和可生物降解的脂肪族聚酯制取環(huán)保型復(fù)合材料得到愈來(lái)愈多的重視。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是一類可生物降解的脂肪族聚酯，與別的可降解材料如聚乳酸，聚己酸內(nèi)酯對(duì)比，PBS具備優(yōu)良的耐熱穩(wěn)定性和可工藝性能。做為淀粉工業(yè)的一類副產(chǎn)，木薯渣常常做為生物質(zhì)廢棄物或低廉草料的來(lái)源，這在經(jīng)濟(jì)上是效率低的。

科研人員利用配合PBS和木薯渣制取可降解的木塑復(fù)合材料（WPC），WPC可以有效的減低生物降解聚合物的費(fèi)用，提升其綜合性能，減少石油危機(jī)的影響。但是，天然纖維和PBS全是易燃的。因而，考慮應(yīng)用范圍的目地和安全性能，必須制取阻燃PBS基WPC。

研究人員首要采用辛酰氯與淀粉發(fā)生酯化反應(yīng)制取ES，而且采用Andre和Bert方法測(cè)定ES中的酰基含量，隨后將1%比重的ES溶于DMSO溶液中，得到溶液噴灑在未處理的木薯渣上，并混合勻稱，并放置于50℃烘箱中蒸發(fā)出所以溶劑。IFR根據(jù)m（APP）：m（MA）=5:1質(zhì)量比配置，按不同的配方制取阻燃聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/木薯渣纖維復(fù)合材料。

對(duì)復(fù)合材料開展機(jī)械性能測(cè)試的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，與純PBS對(duì)比，阻燃聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/木薯渣纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度減低，彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度增加。伴隨IFR加載量的增加，阻燃WPC的抗拉強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度展現(xiàn)先增后減的趨向。伴隨阻燃負(fù)載的增加，復(fù)合材料的LOI和UL-94增加。當(dāng)IFR加載量為25重量％時(shí)，LOI值增加至37.3％。另外，當(dāng)IFR加載量超過(guò)25wt％時(shí)，可以做到復(fù)合材料的UL-94V0級(jí)別，而且可以做到LOI的阻燃等級(jí)（≥32％）。

PBS是一類具備優(yōu)異耐熱穩(wěn)定性的聚合物。起始分解溫度（T5wt％）為374.3℃，最大熱分解溫度（Tmax）為415.5℃。加入木薯渣或IFR減低了復(fù)合材料的起始分解溫度。這可能是由于IFR和木薯渣的吸收較高。另外，70PBS/30IFR的起始熱解溫度大于70PBS/25IFR/5Cas和70PBS/30Cas。這歸咎于APP在IFR中的穩(wěn)定性比木薯纖維高。

當(dāng)5wt％的IFR被木薯渣替代時(shí)，70PBS/25IFR/5Cas展示出高過(guò)70PBS/30IFR的Tmax。可以推測(cè)木薯與IFR相互間具有一種協(xié)同效應(yīng)，造成Tmax的延遲。用ES處理增強(qiáng)基體與纖維相互間的相容性和纖維在基體中的分散性，提升了阻燃WPC的力學(xué)性能。適度比率的IFR和ES改性木薯渣可以改進(jìn)的復(fù)合材料的阻燃性能和機(jī)械性能。

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