第2期 李勇锋等：钛酸四丁酯引发聚己内酯接枝改性淀粉的制备 ,175 进行力学性能测试，结果如图4. 后，共混材料的拉伸强度、断裂伸长率、屈服强度都 图4给出了淀粉含量对共混材料力学性能的影 随着淀粉含量的增加而降低，当淀粉质量分数为 响关系，纯PCL的力学性能很好，有很高的拉伸强 40%时，材料的拉伸强度跌至纯PCL的40%左右， 度(37.78MPa)和断裂伸长率(692.8%).加入淀粉 断裂伸长率则下降了15%左右. 300 750 (a) (b) 260 700 650 220 是 出 600 180 ● 罩 550 ▲PLC-g-St/PCL共混材料 ▲PLC-g-St/PCL共混材料 140 ·玉米淀粉PCL共混材料 500 ·玉米淀粉PCL共混材料 100 0 450 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 淀粉质量分数% 淀粉质量分数% 40(⊙ 18d 35 16 14 25 12 四 10 6 10 ▲PLC-g-StPCL共混材料 ▲PLC-g-S/PCL共混材料 ·玉米淀粉PCL共混材料 ·玉米淀粉PCL共混材料 5 0 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 淀粉质量分数% 淀粉质量分数% 图4共混材料的力学性能与淀粉质量分数的关系.()杨氏模量：(b)断裂伸长率：(c)拉伸强度；(d)屈服强度 Fig.4 Relationships between the mechanical properties of two blends and the mass fraction of starch:(a)Young's modulus:(b)breaking elon gation:(c)tensile strength;(d)yield strength 图4(a)是共混材料的杨氏模量随淀粉含量的 2.3共混材料的疏水性分析 变化·PCL g St/PCL的杨氏模量随淀粉含量的增 分别将PCL一gSt/PCL和St/PCL两种共混材 大而增大，而St/PCL的杨氏模量则随淀粉含量的 料（淀粉与PCL的质量比为2：3）的样条于室温下浸 增大而减小.这说明，加入接枝淀粉可以提高共混 泡，根据公式计算吸水率并测得其拉伸强度的变化 材料的抗变形能力 (图5和图6) 图4(b)一(d)分别是共混材料的断裂伸长率、 PCL g St/PCL的吸水率与St/PCL的吸水率 拉伸强度和屈服强度，当淀粉质量分数为40%时， 相比有所下降（图5(a)),浸泡25d后，仍比St/PCL PCL一g一St/PCL的拉伸强度为16.74MPa,比 降低了33%.这是因为淀粉改性之后，在一部分羟 t/PCL的13.93MPa提高了20%；屈服强度为 基上接枝了PCL疏水链段，因此降低了淀粉羟基与 9.35MPa,比St/PCL的8.05MPa提高了16%. 水结合的机率，从而使吸水率降低，从图中可以看 而PCL的韧性很好，表现在断裂伸长率很高，加入 到，共混材料的吸水率均随着浸泡时间的增大先增 淀粉共混后的材料仍保持较好的韧性，且 大，而在10d后吸水率开始降低，这是由于材料在 PCL g St/PCL要高出St/PCL材料8%左右，从两 水和空气的作用下，轻微发生了降解，图5(b)给出 相相容性角度分析，主要是由于纯淀粉与PCL之间 了共混材料吸水后的拉伸强度.可见，共混材料的 相容性较差，淀粉颗粒与PCL基体之间缺乏作用 拉伸强度随浸泡时间的变化并不是很大.在浸泡的 力，而在淀粉羟基上接枝了PCL链段后，淀粉通过 30d时间里，PCL g St/PCL的拉伸强度仅降低了 接枝的PCL链段与PCL相产生了相互作用，增强 8.8%,而St/PCL的拉伸强度还略微有所升高.这 了淀粉相与PCL相之间的黏附力，提高了相容性， 可能是由于水分子渗透进材料内部，与淀粉和PCL 从而提高了共混材料的力学性能， 之间形成了氢键造成的进行力学性能测试‚结果如图4． 图4给出了淀粉含量对共混材料力学性能的影 响关系．纯 PCL 的力学性能很好‚有很高的拉伸强 度（37∙78MPa）和断裂伸长率（692∙8％）．加入淀粉 后‚共混材料的拉伸强度、断裂伸长率、屈服强度都 随着淀粉含量的增加而降低．当淀粉质量分数为 40％时‚材料的拉伸强度跌至纯 PCL 的40％左右‚ 断裂伸长率则下降了15％左右． 图4 共混材料的力学性能与淀粉质量分数的关系．（a） 杨氏模量；（b） 断裂伸长率；（c） 拉伸强度；（d） 屈服强度 Fig．4 Relationships between the mechanical properties of two blends and the mass fraction of starch： （a） Young’s modulus；（b） breaking elon￾gation；（c） tensile strength；（d） yield strength 图4（a）是共混材料的杨氏模量随淀粉含量的 变化．PCL—g—St／PCL 的杨氏模量随淀粉含量的增 大而增大‚而 St／PCL 的杨氏模量则随淀粉含量的 增大而减小．这说明‚加入接枝淀粉可以提高共混 材料的抗变形能力． 图4（b）～（d）分别是共混材料的断裂伸长率、 拉伸强度和屈服强度．当淀粉质量分数为40％时‚ PCL—g—St／PCL 的 拉 伸 强 度 为 16∙74 MPa‚比 St／PCL的 13∙93MPa 提高了 20％；屈服强度为 9∙35MPa‚比 St／PCL 的8∙05MPa 提高了16％． 而 PCL的韧性很好‚表现在断裂伸长率很高‚加入 淀 粉 共 混 后 的 材 料 仍 保 持 较 好 的 韧 性‚且 PCL—g—St／PCL要高出 St／PCL 材料8％左右．从两 相相容性角度分析‚主要是由于纯淀粉与 PCL 之间 相容性较差‚淀粉颗粒与 PCL 基体之间缺乏作用 力‚而在淀粉羟基上接枝了 PCL 链段后‚淀粉通过 接枝的 PCL 链段与 PCL 相产生了相互作用‚增强 了淀粉相与 PCL 相之间的黏附力‚提高了相容性‚ 从而提高了共混材料的力学性能． 2∙3 共混材料的疏水性分析 分别将 PCL—g—St／PCL 和 St／PCL 两种共混材 料（淀粉与PCL 的质量比为2∶3）的样条于室温下浸 泡‚根据公式计算吸水率并测得其拉伸强度的变化 （图5和图6）． PCL—g—St／PCL 的吸水率与 St／PCL 的吸水率 相比有所下降（图5（a））‚浸泡25d 后‚仍比 St／PCL 降低了33％．这是因为淀粉改性之后‚在一部分羟 基上接枝了 PCL 疏水链段‚因此降低了淀粉羟基与 水结合的机率‚从而使吸水率降低．从图中可以看 到‚共混材料的吸水率均随着浸泡时间的增大先增 大‚而在10d 后吸水率开始降低．这是由于材料在 水和空气的作用下‚轻微发生了降解．图5（b）给出 了共混材料吸水后的拉伸强度．可见‚共混材料的 拉伸强度随浸泡时间的变化并不是很大．在浸泡的 30d 时间里‚PCL—g—St／PCL 的拉伸强度仅降低了 8∙8％‚而 St／PCL 的拉伸强度还略微有所升高．这 可能是由于水分子渗透进材料内部‚与淀粉和 PCL 之间形成了氢键造成的． 第2期 李勇锋等： 钛酸四丁酯引发聚己内酯接枝改性淀粉的制备 ·175·