氮化硼、贝壳粉对聚乳酸材料结晶性能与导热性能的影响

丁九阳, 童敏杰, 刘贵, 马博谋

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0074

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (02) : 39 -45. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0074

氮化硼、贝壳粉对聚乳酸材料结晶性能与导热性能的影响

丁九阳, 童敏杰, 刘贵, 马博谋

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摘要

以聚乳酸(PLA)为原料，选用氮化硼(boron nitride, BN)与贝壳粉作为提高PLA导热性能的功能粉体，采用熔融共混的方法制备具有高导热性能的BN/PLA和贝壳粉/PLA复合材料，研究功能粉体质量分数为0.5%、1.0%、1.5%时复合材料的结晶性能与导热性能的变化。利用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的结晶度和在不同结晶条件下的半结晶时间(t_(1/2));通过万能拉伸机测试复合材料的力学性能；通过扫描电子显微镜观察拉伸断面的形貌特征；使用导热系数测试仪测试添加不同质量分数无机粉体的复合材料的导热系数。结果表明：在加入BN与贝壳粉后，试样的结晶度分别提高至18.8%和15.3%;在温度为105℃的条件下，添加质量分数为1.5%的BN与贝壳粉分别能使BN/PLA和贝壳粉/PLA的t_(1/2)降低到0.33和0.39 min;随着功能粉体质量分数的增加，复合材料的导热系数逐渐上升，并且相对于单一功能粉体，BN与贝壳粉的复配粉体对PLA导热性能的提高效果更加显著，由0.177 W/(m·K)最高升至0.319 W/(m·K)。研究结果为后续制备凉感纤维提供参考。