羧基化表面修饰纳米二氧化硅增强热塑性淀粉基生物降解塑料

作者：马宏鹏; 秦文博; 郭斌^*; 李盘欣

来源：复合材料学报, 2022, 39(07): 3478-3484.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210817.002

• 热塑性淀粉
• 二氧化硅
• 羧基化改性
• 复合材料
• 力学性能
• 生物降解塑料

为了提高热塑性淀粉(TPS)的力学和耐水性能，用硅烷偶联剂KH550及丁二酸酐对纳米SiO2微球(SM-COOH)表面进行羧基化改性以提高界面结合力，并通过挤出注塑工艺制备SM-COOH/TPS复合材料，研究了不同含量的SM-COOH对复合材料力学、动态热力学、热稳定、表面耐水及流变加工性能的影响。结果表明：SM-COOH的加入可显著提高TPS的性能。当SM-COOH含量为2.0wt%时，复合材料的拉伸强度及冲击强度分别达到最大值12.71 MPa和15.918 kJ/m2，相比纯TPS，分别提高近4倍和2.6倍；复合材料的热稳定性能达到最大值，最大分解速率所对应的温度为322.1℃；此时，复合材料的峰值和平衡扭矩适中，也具有较好的流变加工性能。此外，复合材料的转变温度和表面接触角则随着SM-COOH含量的增加而提高。因此，羧基化表面改性纳米SiO2是一种能有效提高SM-COOH/TPS复合材料的力学和耐水等性能的方法，在淀粉基生物降解塑料领域具有广阔的发展和应用前景。

• 单位
  南京林业大学