纤维素纳晶增强聚乳酸-石墨烯/碳纳米管复合材料的可加工性和多功能性能研究

摘要整理

塑料和电子废弃物的持续积累凸显了可持续和生物可降解聚合物的迫切需求。然而，开发本质导电的生物可降解聚合物仍存在挑战，特别是在包装和传感应用领域。聚乳酸（PLA）本质上不导电，在不损害结构完整性的前提下增强其功能性是关键研究目标。本研究采用熔融挤出工艺制备PLA基长丝，分别和混杂引入纤维素纳晶（CNC）、石墨烯纳片（GNP）和碳纳米管（CNT），填料总含量为1~5 wt%。CNC的加入增强了GNP和CNT在PLA基体中的分散性，促进了互连导电网络的形成，使导电阈值在较低填料浓度下即可达到。混杂配方表现出熔体强度和可加工性的良好平衡，适用于熔融沉积成型（FDM）3D打印，成功制备了原型件。本研究首次系统评估了PLA基复合材料在多个温度（25、5和-20 °C）下的温度相关热导率，这些条件与典型食品和医疗供应链条件相关。

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