氧化淀粉基复合材料的制备及力学性能

为提高淀粉基复合材料的力学性能,采用对原生淀粉进行氧化改性,通过模压发泡工艺制备了氧化淀粉基复合材料(OS复合材料)。力学测试结果表明,OS复合材料在力学性能方面有很大程度的提升,且最佳氧化比为m(淀粉)∶m(H_2O_2)=10∶1.5。此时拉伸强度为3.05 MPa,压缩强度6.724 MPa,与原生淀粉基复合材料相比分别提高21.03%、14.65%,缓冲性能最佳;其压缩强度明显优于聚苯乙烯发泡塑料(EPS),缓冲系数与EPS接近。为揭示性能变化的内在机理,通过红外光谱分析发现,氧化过程使得淀粉内部官能基团改变,形成更强的氢键,与剑麻纤维的结合更紧固;通过X射线衍射分析得到,淀粉氧化改性后,结晶度降低,内部形成更均匀的相,裸露的支链增多,其与剑麻纤维结合得更好。为探究复合材料的界面结合情况,采用扫描电镜观察,图像显示OS复合材料内部生成了较好的泡孔结构,并且其淀粉基质均匀地附着在纤维的表面,淀粉和纤维形成了很好的结合。