纳米氧化锌的改性及其对生物高分子P(3HB-co-4HB)的增韧增强作用

为提高生物高分子聚(3羟基丁酸脂-co-4羟基丁酸脂)[P(3HB-co-4HB)]的韧性和刚性,细化球晶尺寸,通过熔融共混法制备了以P(3HB-co-4HB)为原料、钛酸酯偶联剂(TMC-980)改性纳米氧化锌(nano-ZnO)为增强剂的P(3HB-co-4HB)/nano-ZnO复合材料。采用动态接触角测量仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)和电子万能试验机等分别研究nano-ZnO的表面改性效果、改性nano-ZnO对复合材料力学性能、冲击断面形貌和结晶形貌的影响。结果表明,改性nano-ZnO的粒径从5.19×104 nm降至1.56×102 nm;水接触角从7°提高到58°。改性nano-ZnO质量分数为1%~1.5%时,P(3HB-co-4HB)/nano-ZnO复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别较纯P(3HB-co-4HB)提高30.2%,11.2%和67.6%。改性nano-ZnO可作为成核剂有效减小复合材料的球晶尺寸,使其断面形貌呈现典型韧性断裂特征。