填料几何形状对玻璃填充的PHBV + PBAT + TPS复合材料的结晶度、熔体流动性能及机械性能的影响
《Polymers》:Filler-Geometry-Dependent Crystallinity, Melt Flow, and Mechanical Response of Glass-Filled PHBV + PBAT + TPS Composites
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时间:2026年09月14日
来源:Polymers 5.8
摘要
本研究探讨了多相聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/聚(丁酸丁二酯-共-对苯二甲酸乙二醇酯)(PBAT)/热塑性淀粉(TPS)基体对两种不同玻璃填料的反应特性,包括其结构、加工性能和机械性能。玻璃纤维和中空玻璃球通过熔融复合和注塑成型方法添加到基体中,未添加填料的混合物作为参考样品。研究采用了差示扫描量热法、X射线衍射、熔融流动速率测定、氦气密度计、基于深度学习的扫描电子显微镜成像、拉伸试验和夏比冲击试验等多种方法。随着填料含量的增加,复合材料基于X射线的结晶度指数下降至约47%,而PHBV的相干域尺寸(Scherrer法测量)仍保持在21–24纳米范围内。填料的类型和含量不同,其优先取向也有所差异。玻璃纤维的添加显著降低了材料的熔融流动速率,并使拉伸模量从2.06 GPa增加到3.45 GPa,最大拉伸应力从23.46 MPa增加到27.32 MPa。中空玻璃球则表现出非单调的熔融流动行为;在较高填料含量下,材料的拉伸性能下降与粒子间距离减小及聚合物-玻璃界面面积增大有关。在扫描电子显微镜观察结果中,未发现明显的填料富集聚集现象。带缺口试样仍保持脆性,而无缺口试样的冲击强度超过10 kJ × m?2。总体而言,这两种填料在熔融流动性、结晶结构、微观结构参数和机械性能之间存在显著差异。
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