材料的形貌、机械性能和热性能研究

ｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｉｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｗｏｒｋ，ｗｅ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｔｈａｔ ｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ Ｃａｌｌ ｂｅ ｓｉｍｐｌｙ ｍｅｌｔ ｃｏｒｎ－ ｐｏｕｎｄｅｄ ｗｉｔｈ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ＰＰＣ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ印一 ｐｌｉｃａｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ。“．Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｅｌｔ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｓ ｌｏｗ ａｓ
３５％（ＷＢ）．Ｗｉｔｈ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｕｐ ｔｏ ５０％（ＷＢ），ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｄｒａ·
ｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｉｔ ｉｓ ｂｅｌｉｅｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｅｎｓｉｌｅ
ａｎｄ ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ，ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｗａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔａｎｄｐｏｉｎｔ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｃｏｓｔ ｔｏ ｂｌｅｎｄ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｏ ｆａｂｒｉｃａｔｅ ｆｕｌｌｙ ｂｉ·
ｈｅｒｅｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＰＣ／ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｂｙ ｓｏ－
ｌｕｔｉｏｎ ｍｉｘｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｉｓ ｔｏ ｅｘａｍｉｎｅ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｖａｃｕｕｍ ｄｒｙｉｎｇ ａｔ ６０℃ｆｏｒ ａｎｏｔｈｅｒ ２４ ｈｏｕｒｓ． Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ
ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｗａｓ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈ－ ｏｄ ｕｓｅｄ ｂｅｆｏｒｅ【引．
ｍｅｌｔ ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ，ａｎｄ ｇｏｏｄ ｂｉｏｄｅ— ｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｂｕｆｆｅｒ ｓｏｌｕ·
ｔｉｏｎ【１—３｜．Ｈｏｗｅｖｅｒ。ｉｔ ｉｓ ｍｕｃｈ ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ ｔｈａｎ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｐｏｌｙｍｅｒｓ．Ａｓ ｓｔａｒｃｈ ｉｓ ｆｕｌｌｙ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ
ｃａｒｂｏｎａｔｅ）／Ｓｔａｒｃｈ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ＋
ＤＵ Ｆｅｎｇｇｕａｎ９１，ＧＥ Ｘｉａｎｇｃａｉ２，ＸＩＡＯ胁，１１，ＷＡＮＧ Ｓｈｕａｎｊｉｎｌ，ＭＥＮＧ Ｙｕｅｚｈｏｎ９１ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ／／
ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ０２ ｗｉｔｈ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ
ｏｘｉｄｅ（ＰＯ）ｕｓｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｚｉｎｃ ｇｌｕｔａｒａｔｅ（ｓ．ＺｎＧＡ）
ｃａｔａｌｙｓｔ ｉｎ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ｉｎ ｏｕｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ¨－２ｊ．Ｓｕｃｈ ＰＰＣ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ
ｔｈｅｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄ ｔｏ ｃｏｒｒｅｌａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅ—
ｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．
２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
Ｔｈｅ ＰＰＣ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｉｎ ｏｕｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｗｉｔｈ ａ ｎｕｍｂｅｒ—ａｖｅｒａｇｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ８８ １００ ａｎｄ ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ２．５３．Ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ｕｓｅｄ ｗａｓ ｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ（ＣＳ）．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ＰＰＣ／ ｓｔａｒｃｈ ｗｅｔｇｈｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ６５／３５，５０／５０。４０／６０．３０／７０ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｍｉｘｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗ，１５０ ｍＬ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ ｗａｓ ａｄｄｅｄ ｔｏ ａ ５００ ｍＬ ｔｈｒｅｅ—ｎｅｃｋ ｒｏｕｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｆｌａｓｋ．
Ｔｏ ｔｈｉｓ ｆｌａｓｋ ｗｅｒｅ ｔｈｅｎ ｃｈａｒｇｅｄ ７．５ ｇｒａｍｓ ｏｆ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ．ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｗａｓ ｓｌｏｗｌｙ ｈｅａｔｅｄ ｕｐ ｔｏ ５０℃
ｕｎｄｅｒ ｖｉｇｏｒｏｕｓ ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ７．５ ｇｒａｍｓ ＰＰＣ ｐｅｌｌｅｔｓ．Ｕｐｏｎ ｔｈｅ ＰＰＣ ｐｅｌｌｅｔｓ ｂｅｉｎｇ ｃｏｒｎ— ｐｌｅｔｅｌｙ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ，ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ ｆｏｒ ａｎｏｔｈｅｒ ３０ ｍｉｎｕｔｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｍｉｘｔｕｒｅ ｗａｓ ｄｅｇａｓｓｅｄ ｕｎｄｅｒ
·收稿日期：２００８—１２—１０ 基金项目：广东省重大专项项目基金资助（２００８Ａ０８０８０００２４） 作者简介：杜风光（１９６９年生），男，博士生；通信作者：孟跃中；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｅｎｇｙｚｈ＠ｍａｉＬ ｓｙｓｕ．ｅｄｔＬ ｃａ
万方数据
１８
中山大学学报（自然科学版）
第４８卷
ｖａｃｕｕｍ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃａｓｔ ｏｎ ａ ｇｌａｓｓ ｐｌａｔｅ ｍｏｌｄ（１００ ｍｍ ｘ １００ ｍｍ２）ｗｉｔｈ ａ ｇｒｏｏｖｅ ｄｅｅｐ ｏｆ Ｉ ｍｍ．Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｄｒｉｅｄ ａｔ ３５℃ｉｎ ａｎ ｏｖｅｎ ｆｏｒ ２４ ｈｏｕｒｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ
第４８卷增刊２ ２００９年７月
中山大学学报（自然科学版） ＡＣＴＡ ＳＣＩＥＮＴＩＡＲＵＭ ＮＡＴＵＲＡＵＵＭ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳ ＳＵＮＹＡＴＳＥＮＩ
ＶｏＬ４８ Ｓｕｐ．２ ＪｕＬ ２００９
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｐｅｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒ；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．
ＣＬＣ ｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ３２６
Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｃｏｄｅ：Ａ
Ａｔ＇ｔｉｄｅ ｍ：０５２９－６５７９（２００９）ｓ２－００１ ７－０３
１ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）（ＰＰＣ）
３ Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ Ｄｉｓｃｕｓ百度文库ｉｏｎ
Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｅｎｓｉｌｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ＰＰＣ／ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｓｈｏｗｎ ｉｎ Ｆｉｇ．１ ａｎｄ ２，ｒｅｓｐｅｅ－ ｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｆｒｏｍ Ｆｉｇ．１ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ＰＰＣ／ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｉｎｅｒｅａｓｅｄ ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｌｉｎｅ． ａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｔｈｅ ｉｍ． ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｍｏｄｕｌｕｓ ｉＳ ａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｅｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ ｆｏｒ ＰＰＣ／ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ａｓ ｓｈｏｗｎ ｉｎ Ｆｉｇ．２，ｔｈｅ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ ｄｒｏｐｐｅｄ ｓｈａｒｐ— ｌｙ ｆｒｏｍ １４０．５％ｆｏｒ ｐｕｒｅ ＰＰＣ ｔｏ １．６％ｆｏｒ ＰＰＣ／３５％ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．ｒｎｌｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｉｎｉｔｉａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｕｐ ｔｏ
ｐｏｓｓｉｂｌｅ．ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＰＣ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ
ＰＰＣ／ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒ－
ｍａｌｌｙ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｕｒｅ ＰＰＣ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｇａｒｄ．ｗｅ ｒｅｐｏｒｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）（ＰＰＣ）ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｗｉｔｈ ｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｓ ｗｅｌｌ 鹳ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＰＰＣ／ｓｔａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐｕｒｅ ＰＰＣ ｒｅｓｉｎ．ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｒｃｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｏ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ３５％ （ｗＢ）．Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ（ＳＥＭ）ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｉｎｔｅｄａｃｉａｌ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｆｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ ＰＰＣ ｍａｔｒｉｘ． Ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＰＣ）ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ＰＰＣ ｍａｔｒｉｃｅｓ ｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｐｕｒｅ ＰＰＣ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ．ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｌｅａｄｅｄ ｔｏ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒ－ ｒｅａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｕｎ Ｙａｔ－ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０２７５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０５９，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｗａｓ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ａ— ｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｄｄｅｄ ｓｔａｒｃｈ ｆｉｌｌｅｒｓ．