滑石粉对降解塑料PBS结晶度及力学性能的影响

使用密炼机将干燥后的PBS和四种不同粒子尺寸的Talc分别以不同的质量比(100∶0，97∶3，94∶6，91∶9，88∶12，85∶15和80∶20)，在温度为140℃、转子转速为60 r／min的条件下熔融共混12 min，最终得到一系列PBS／Talc复合材料。纯PBS，PBS／Talc (400，800，1 250，3 000目)复合材料分别标记为0#，1#，2#，3#，4#试样。

结晶性能分析

由表可知，随着粒子尺寸减小，结晶度逐渐降低，最小值为36.34%，相比于纯PBS降低了7.8%。实验结果说明，Talc对于PBS来说是一种十分有效成核剂。Talc的加入改善了PBS结晶性。

Talc目数影响对比：由图a可知，加入400目和800目Talc时PBS组分在19.48°，21.72°，22.40°和28.64°处分别出现4个主要特征峰，此时PBS的晶型未被改变；加入1 250目和3 000目Talc后在19.48°左侧出现了一个小的尖锐吸收峰，说明加入尺寸更小的Talc后其与PBS之间产生了键合，使得其与PBS基体间连接处的部分的晶型发生了细微的变化。

Talc含量影响对比：由图b可知，当Talc含量越高(从3%～20%)时，在19.48°的左侧出现的尖锐吸收峰的面积越来越大，说明当Talc含量增多时，其与PBS树脂基体间的连接部分增多，而对连接处的PBS的晶型改变也越明显。

力学性能分析

Talc目数影响对比：从图a中发现，PBS／Talc (1 250目)的冲击性能最佳。这是因为Talc目数低时其粒径尺寸较大，在热塑性树脂中易团聚，分散不均匀，导致材料易脆性断裂。粒子尺寸减小至1 250目时，表面羟基数量减少，不易发生团聚现象，使得复合材料的韧性与PBS相比有了较大提升。然而，当粒子尺寸减小至3 000目时，由于尺寸较小，在PBS分子链中难以产生作用。

Talc含量影响对比：从图a中发现，当Talc含量增加时，四个尺寸粒子系列的性能变化均趋于相同，PBS复合材料冲击性能呈先增大后减小趋势，且在Talc含量为6%时材料冲击强度达最大值，尤其是PBS／Talc (1 250目)冲击强度达到73 J／m，相比于纯PBS提升了近70%。

从图b可以看出，当粒子尺寸逐渐减小时，PBS复合材料拉伸强度逐渐增大，这说明材料的硬度及抗形变能力均逐渐增强。

四个尺寸粒子系列的力学性能变化均趋于相同。

扫描电镜分析

上图中b～d图为Talc含量同为6%且不同目数时PBS复合材料SEM图，e～f图为Talc为1250目，且含量分别为9%和20%时PBS复合材料SEM图。由图c可知，当加入1 250目Talc后，照片中出现了明显的“悬崖”式形貌，说明韧性得到了极大的提升，材料从脆性断裂向韧性断裂发生转变。而加入3 000目Talc后(图d)，复合材料的冲击断面处反而变得较为光滑，说明Talc的粒子尺寸过小时，反而会使材料的韧性有所下降。加入9%的1 250目Talc时，材料断面出现了“丝状”结构(图e)，证明材料韧性得到改善。随着Talc含量升高至20%时相分离现象逐渐变得明显(图f)。说明加入Talc过多时，韧性会因界面间相容性变差而降低。