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聚乳酸(PLA)是一种生物相容性良好且对环境十分友好地可降解型热塑性塑料,并且可在微生物的作用下自然降解成CO2和H2O,以上两个优势使得PLA在生物学、制造业和医学等众多领域有着广泛的应用。PLA物理改性和金属材料添加改性是目前较热门的课题。本文通过在基体中加入润滑剂超支化聚酯(HBP)和Sn Pb合金粉的方式对PLA进行改性,研究了复合材料的力学性能(拉伸强度、弯曲强度、维氏硬度和冲击强度)、流变学性能和结晶性能,得到的主要结论如下:1.随着HBP含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及维氏硬度呈先升高后降低的趋势,最大值均在HBP含量为1.5wt%时出现,这说明HBP的加入增强了基体的力学强度,且HBP的最佳添加量为1.5wt%;继续增加HBP的含量,会导致复合材料的力学性能下降。2.HBP含量与复合材料MFI值呈正相关,说明随着HBP添加量的增加,复合材料的熔体流动性变好,熔体黏度减小。PLA-1.5wt%HBP的塑化均匀性更好,断裂方式为脆性断裂。3.HBP作为润滑剂,改善了熔体的流动性,增加了其分子链在模具中冷却结晶时的运动能力,使其分子链规整度增加,所以随着HBP的加入,PLA基复合材料的相对结晶度先增加后就减少,但总体相对于纯PLA呈增加趋势。4.HBP兼具内润滑和外润滑的作用。在分子链之间的润滑作用增强了熔体流动性,增强了熔体的塑化程度,但无法与基体形成稳定的键合作用,从而改变分子链之间的距离,因而对于基体基本没有增韧效果;减小了熔体和注塑机内腔之间的摩擦,使PLA在注塑成型过程中不会因为摩擦力过大而导致焦烧或分解。5.随着SnPb含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及维氏硬度呈先升高后降低的趋势,最大值点均在Sn Pb含量为2wt%时出现,说明Sn Pb的加入改善了基体的力学强度,且Sn Pb合金粉的最佳添加量为2wt%;6.通过研究力学性能最好的组分PLA-1.5wt%HBP-2wt%Sn Pb的断口形貌和表面形貌,发现断裂特性为脆性断裂,但Sn和Pb在部分金属颗粒周边基体上呈弥散式分布,这种分布的方式相当于形成了一个围绕在合金颗粒周边的金属网络,加强了基体与大颗粒之间的界面结合。7.复合材料的熔体流动性随着Sn Pb含量的增加而增加,因而PLA-1.5wt%HBP-2wt%的MFI提升较多。在PLA基体中加入Sn Pb合金粉,复合材料并没有新的物质生成。Sn Pb/PLA复合材料的相对结晶度在Sn Pb合金粉含量为2wt%时达到最值,这也确定了复合材料的SnPb最佳添加量为2wt%。