氧化处理对熔融共混法制备结晶性氟化聚合物/纤维素纳米纤维复合材料力学性能的影响

本研究探讨了2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化处理对熔融共混法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)/纤维素纳米纤维(CNF)复合材料力学性能的影响。研究发现，TEMPO氧化后的CNF形成针状晶体并展现更高分散性，但未氧化CNF反而能提升复合材料结晶度与机械性能。取向拉伸实验表明，氧化CNF复合材料具有优异延展性，而未氧化体系则表现出更高杨氏模量和最大应力。该研究为调控聚合物纳米复合材料界面相互作用提供了新思路。

　　

通过熔融共混技术制备的聚偏氟乙烯(PVDF)/纤维素纳米纤维(CNF)复合材料，在经历2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化处理后展现出有趣的性能变化。氧化后的CNF通过流延成膜技术形成独特的针状晶体结构，其分散性显著优于未处理样本。当这些纳米纤维在200°C下与PVDF熔融共混5分钟时，TEMPO氧化CNF展现出令人惊艳的均匀分散特性。

然而有趣的是，未氧化的CNF反而更能有效提升复合材料的结晶度和机械强度。这种矛盾现象在单轴拉伸取向实验中得到进一步验证：含有氧化CNF的复合材料表现出更优异的延展性能，而传统CNF体系则在杨氏模量和极限应力指标上更胜一筹。研究人员推测，均匀分散的TEMPO氧化CNF可能通过诱导PVDF非晶区刚性化来影响材料性能，这种界面相互作用机制为设计高性能纳米复合材料提供了新视角。