聚合物材料在日常生活和工业等领域都发挥了重要的作用,随着环境污染的加剧,寻找可再生的、可生物降解的聚合物材料来代替石油基产品是十分必要的。聚乳酸(PLA)是一种多用途的聚合物,由可再生农业原料制成,具有可生物降解性、可回收性、透明性和易加工性等性能,主要用于食品包装、一次性杯子等。但它也存在性脆、抗冲击性差、对热不稳定、价格贵等缺点,限制了其进一步发展和应用。聚乙烯(PE)也是很常用的一种高分子材料,广泛应用在薄膜领域,它也存在耐热性差、不耐光氧化和不易降解等缺点。可向它们中加入一些价廉质优的物质来改善它们某些方面的缺陷,其中最吸引人的天然填料——纤维素。天然纤维增强聚合物复合材料的优势在于它的低成本和高性能。中国是一个农业大国,每年都产生大量农作物秸秆,其中21%是麦草秸秆,秸秆中含有大量的纤维素成分。把纤维素或者其衍生物加入到聚乳酸和聚乙烯中,以改善PLA的力学性能和聚乙烯的降解性能等。这样可以得到更好的聚合物产品,同时也使农业废弃物得到利用。主要研究成果如下。1.微晶纤维素(MCC)的制备。选用的原料为麦草纤维素,采用的方法为稀酸水解。最后选用最合适的实验条件(反应温度140°C,硫酸浓度2%,反应时间3 h,固液比为1:10)进行SEM、XRD、FT-IR等测试。通过SEM分析得到了小块状的微晶纤维素(MCC),表明很好的把纤维素中的非结晶区去除;通过对XRD图结晶度的计算,得到了较高的结晶度值为67.33%的微晶纤维素;通过FT-IR分析得到MCC与纤维素具有相同的结构。此条件下糖酸液中的糖含量为33.20%。通过热重分析,说明高温时MCC含有更多的阻燃性的I型结晶纤维素。2.微晶纤维素与聚乳酸的复合。通过添加不同量的微晶纤维素(2 wt%,4wt%,6 wt%,8wt%)与聚乳酸复合,最后发现添加4 wt%微晶纤维素的聚乳酸复合材料拉伸性能最好,其拉伸强度值为73.01MPa,与PLA相比,此值增加了8.40%,弹性模量增加了2.62%。不同添加量的微晶纤维素的复合物在弯曲模量(除PLA-8)和弯曲强度上也有较好的提高。XRD和DSC分析表明,添加MCC使得PLA/MCC复合物的结晶度也得到了提高。3.微晶纤维素与聚乙烯的复合。通过添加不同量的微晶纤维素(2 wt%,4 wt%,6 wt%,8wt%)与聚乙烯复合。最后通过FT-IR发现两者主要是物理复合;通过XRD图发现,添加微晶纤维素对聚乙烯的结晶性能有很明显的改变;拉伸性能的测试表明添加微晶纤维素的复合物拉伸强度有一些下降,但还是有很好的拉伸强度。