聚羟基脂肪酸酯/氧化石墨烯复合材料的制备及性能表征

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.008

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (10): 43-47.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.008

聚羟基脂肪酸酯/氧化石墨烯复合材料的制备及性能表征

吴俊峰(), 杨慎宇

黄河科技学院，郑州 450006

收稿日期:2024-06-04 出版日期:2024-10-26 发布日期:2024-10-21
作者简介:吴俊峰（1982-），男，高级工程师，研究方向为功能材料，278223457@qq.com
基金资助:
河南省高等学校精品在线开放课程项目(ZLG202104);河南省专创融合特色示范课程项目(ZLG202305)

Preparation and performance characterizations of polyhydroxyalkanoate/graphene oxide composites

WU Junfeng(), YANG Shenyu

Huanghe S & T University，Zhengzhou，China

Received:2024-06-04 Online:2024-10-26 Published:2024-10-21

摘要/Abstract

摘要：

采用熔融机械共混技术制备了聚羟基脂肪酸酯（PHA）/氧化石墨烯（GO）复合材料，通过拉伸性能测试、差示扫描量热分析、X射线衍射和扫描电子显微镜表征等手段，系统研究了GO对PHA基体材料力学性能、热性能、结晶行为和微观形貌的影响。结果表明，适量GO（0.04 %）的引入可显著提高PHA的拉伸强度和断裂伸长率。PHA/GO复合材料的结晶度均随GO含量的增加而提高，说明GO能够促进PHA的结晶。GO在PHA基体中分散良好，与PHA基体具有良好的相容性。综上所述，GO是一种理想的PHA基体增强增韧改性剂。

关键词: 聚羟基脂肪酸酯, 氧化石墨烯, 增强, 增韧, 共混

Abstract:

In this study， poly（hydroxyalkanoate）（PHA）/graphene oxide （GO） composites were prepared through melt blending， and the effect of GO on the mechanical properties， thermal properties， crystallization behavior， and microstructure of the composites was systematically investigated by tensile testing， differential scanning calorimetry， X⁃ray diffraction， and scanning electron microscopy. The results indicated that introducing an appropriate amount of GO （0.04 wt%） could improve the tensile strength and elongation at break of PHA significantly. The crystallinity of the PHA/GO composites increased with an increase in the GO content， indicating that GO could promote the crystallization of PHA. SEM observation demonstrated that GO was well dispersed in the PHA matrix and exhibited good compatibility with PHA. In summary， GO can act as an ideal modifier to reinforce and toughen PHA.

Key words: poly（hydroxyalkanoate）, graphene oxide, reinforcement, toughening, blending

中图分类号:

TQ323.4

吴俊峰, 杨慎宇. 聚羟基脂肪酸酯/氧化石墨烯复合材料的制备及性能表征[J]. 中国塑料, 2024, 38(10): 43-47.

WU Junfeng, YANG Shenyu. Preparation and performance characterizations of polyhydroxyalkanoate/graphene oxide composites[J]. China Plastics, 2024, 38(10): 43-47.

图/表 8

样品编号	PHA含量/g	GO含量/g
1^#	100.00	0
2^#	99.98	0.02
3^#	99.96	0.04
4^#	99.92	0.08
5^#	99.84	0.16

表1 PHA/GO样品中的成分含量

Tab.1 Component contents in PHA/GO samples

图1 PHA/GO复合材料的应力⁃应变曲线

Fig.1 Stress⁃strain curve of PHA/GO composite

图2 PHA/GO复合材料的断裂强度和断裂伸长率随GO的变化曲线

Fig.2 Changes of fracture strength and elongation at break of PHA/GO composites with GO

图3 PHA/GO复合材料升温和降温DSC曲线

Fig.3 DSC curves of PHA/GO composite materials with increasing and decreasing temperature

图4 PHA/GO复合材料的熔点随GO含量的变化曲线

Fig.4 Melting point curve of PHA/GO composite material with GO content

GO含量/%	熔融焓/J·g^-1	结晶焓/J·g^-1	结晶温度/℃	结晶度/%
0	7.82	7.20	91.92	5.68
0.02	8.12	8.01	92.44	5.83
0.04	8.00	6.16	91.93	5.74
0.08	8.64	6.13	91.83	6.21
0.16	7.99	7.32	92.21	5.75

表2 PHA/GO复合材料的焓值与结晶度

Tab.2 Enthalpy and crystallinity of PHA/GO composites

图5 不同GO含量的PHA/GO复合材料的XRD谱图

Fig.5 XRD spectra of PHA/GO composites with different GO contents

图6 不同GO含量的PHA/GO复合材料的SEM照片

Fig.6 SEM of PHA/GO composites with different GO contents

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聚羟基脂肪酸酯/氧化石墨烯复合材料的制备及性能表征

Preparation and performance characterizations of polyhydroxyalkanoate/graphene oxide composites

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