羧基化表面修饰纳米二氧化硅增强热塑性淀粉基生物降解塑料

为了提高热塑性淀粉(TPS)的力学和耐水性能,用硅烷偶联剂KH550及丁二酸酐对纳米SiO2微球(SM-COOH)表面进行羧基化改性以提高界面结合力,并通过挤出注塑工艺制备SM-COOH/TPS复合材料,研究了不同含量的SM-COOH对复合材料力学、动态热力学、热稳定、表面耐水及流变加工性能的影响.结果表明:SM-COOH的加入可显著提高TPS的性能.当SM-COOH含量为2.0wt％时,复合材料的拉伸强度及冲击强度分别达到最大值12.71 MPa和15.918 kJ/m2,相比纯TPS,分别提高近4倍和2.6倍;复合材料的热稳定性能达到最大值,最大分解速率所对应的温度为322.1℃;此时,复合材料的峰值和平衡扭矩适中,也具有较好的流变加工性能.此外,复合材料的转变温度和表面接触角则随着SM-COOH含量的增加而提高.因此,羧基化表面改性纳米SiO2是一种能有效提高SM-COOH/TPS复合材料的力学和耐水等性能的方法,在淀粉基生物降解塑料领域具有广阔的发展和应用前景.