【摘 要】
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聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）是当下最具潜力的生物可降解材料之一,但高昂的价格和较差的机械性能严重限制了它的应用。黄麻纤维作为随处可见的天然纤维,具有轻质高强、廉价环保的特点。采用黄麻纤维来增强PBAT得到PBAT/黄麻纤维复合材料,可以在保持材料生物可降解性的基础上有效提升其力学性能,并显著降低其密度及成本。然而,黄麻纤维具有较高的亲水性与吸水率,因而与树脂基体的相容性较差;此外,P
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聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）是当下最具潜力的生物可降解材料之一,但高昂的价格和较差的机械性能严重限制了它的应用。黄麻纤维作为随处可见的天然纤维,具有轻质高强、廉价环保的特点。采用黄麻纤维来增强PBAT得到PBAT/黄麻纤维复合材料,可以在保持材料生物可降解性的基础上有效提升其力学性能,并显著降低其密度及成本。然而,黄麻纤维具有较高的亲水性与吸水率,因而与树脂基体的相容性较差;此外,PBAT与黄麻纤维同属于易燃材料,这导致了其复合材料较差的阻燃性能,在实际应用中存在较大的安全隐患。因而,必须先对PBAT/黄麻纤维复合材料进行阻燃改性后,再投入市场应用。本文首先采用碱处理法（Na OH溶液）与硅烷化处理法（KH-550）针对黄麻纤维进行了预处理,去除了其表面半纤维素、木质素以及其他杂质,改善了其与PBAT基体之间的相容性。通过控制黄麻纤维的长度及含量,探究了其与复合材料力学性能之间的关系。研究发现,长度较长、含量较高的黄麻纤维与PBAT基体间的相互作用力更强,增强效果更明显。但黄麻纤维的加入对于PBAT韧性有一定影响。综合分析实验结果,当复合材料中黄麻纤维的长度为30mm、含量为30%时,复合材料具有最佳的综合性能,此时的拉伸强度达到最大值25.03MPa,较纯PBAT（11.87MPa）提升了110.9%,弯曲强度也达到了最大值29.03MPa,较纯PBAT（8.09MPa）提升了258.9%,但此时缺口冲击强度也下降了30.7%。分别采用单独添加APP（多磷酸铵）（以黄麻纤维作为碳源）、APP/TCA（三嗪成炭剂）、APP/EG（可膨胀石墨）三种不同膨胀型阻燃体系,在总添加量20phr的情况下,对于PBAT/黄麻纤维复合材料进行阻燃改性。结果表明,三种阻燃体系对于复合材料的阻燃性能均有不同程度的改善,其中APP/EG复配体系阻燃效果最为显著,所有配方的UL-94评级都达到了V-1级别以上,当APP/EG比例为1:1时,材料真正达到了“离火自熄”的阻燃效果,其热释放速率与热释放总量比起前两种体系都有所降低,不仅完美解决了熔滴问题,还兼具良好的抑烟功能。
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