机械回收对PLA基天然纤维增强复合材料力学性能的影响

摘要整理

本研究探讨了聚乳酸（PLA）及PLA基天然纤维增强复合材料（NFRCs）机械回收的可行性。采用锥形双螺杆挤出（CTSE）工艺对PLA和PLA基NFRCs进行回收处理，其中PLA含量为90 wt.%，增强纤维为10 wt.%的玄武岩纤维（BFs）或埃洛石纳米管（HNTs），共进行6个回收循环。回收材料经注射成型制备标准试样，进行冲击强度和拉伸性能测试。结果表明，原生PLA的机械回收导致聚合物明显变色，这是由于热加工过程中聚合物结构中发色团形成引起的降解。差示扫描量热法（DSC）分析表明，随着回收循环次数增加，PLA的玻璃转变温度（Tg）升高，表明结晶度增加。冲击强度测试显示，NFRCs在6个回收循环内冲击强度无明显下降。PLA/HNT复合材料的拉伸性能测试结果基本保持稳定。然而，PLA/BF复合材料在3个回收循环后拉伸性能显著下降，主要原因是纤维长度降低至临界纤维长度以下。扫描电子显微镜（SEM）观察冲击试样断面表明，随着回收循环次数增加，纤维长度减少，且BF与PLA之间界面粘结性能较差。本研究为PLA基复合材料的机械回收性提供了初步的积极评估。

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