基于不同形貌的氢氧化稀土聚乳酸复合材料的制备与性能研究
Mechanical Properties of Polylactic Acid Composites Based on Rare Earth Hydroxide with Different Morphologies
范宝学 1韩德全 2田虎虎 2王慧 2贺妮 3于晓丽 2曹鸿璋2
作者信息
- 1. 包头稀土研究院 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室,内蒙古包头 014030;内蒙古大学化学化工学院,内蒙古呼和浩特 010021
- 2. 包头稀土研究院 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室,内蒙古包头 014030
- 3. 内蒙古大学化学化工学院,内蒙古呼和浩特 010021
- 折叠
摘要
首先通过水热法合成了Pr(OH)3,Nd(OH)3晶须,层状Sm(OH)3,并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对其进行表征.然后将制备的氢氧化稀土以不同的添加量通过熔融共混的方法加到聚乳酸(PLA)中,研究不同形貌的氢氧化稀土对聚乳酸力学性能的影响.研究结果表明:添加1.0％的氢氧化稀土的复合材料表现出优异的力学性能;其中,PLA/Pr(OH)3和PLA/Nd(OH)3复合材料的断裂伸长率从纯样条的5.8％分别提升到118.0％和82.7％;特别地,PLA/Sm(OH)3复合材料的拉伸强度达到61.6 MPa,断裂伸长率提升到195.0％,在保持强度不下降的情况下,韧性显著提高.最后,通过对拉伸断裂面进行分析,Pr(OH)3,Nd(OH)3,Sm(OH)3在PLA基体中均匀分散,纳米交联网络结构是其可能的增韧机制.
Abstract
In this paper,praseodymium hydroxide(Pr(OH)3)whisker,neodymium hydroxide(Nd(OH)3)whisker and layered samarium hydroxide(Sm(OH)3)were synthesized by hydrothermal method.They were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy.Then,the prepared rare earth hydroxides were added in-to polylactic acid(PLA)by melt blending with different addition amounts,and the effects of diverse morpholo-gies of rare earth hydroxides on the mechanical properties of PLA are discussed.The results show that added 1.0％rare earth hydroxide exhibits excellent mechanical properties.The elongation at break of PLA/Pr(OH)3 and PLA/Nd(OH)3 composites increases from 5.8％of pure PLA to 118.0％and 82.7％,respectively.In particu-lar,the tensile strength of PLA/Sm(OH)3 composites reaches 61.6 MPa and the elongation at break increases to 195.0％,there is a significant increase in toughness while maintaining strength.Finally,the analysis of the ten-sile fracture surface shows that the uniform dispersion of Pr(OH)3,Nd(OH)3,Sm(OH)3 in the PLA matrix,and the nano-crosslinked network structure are the possible toughening mechanisms.
关键词
稀土氢氧化物/聚乳酸/熔融共混/增韧Key words
rare earth hydroxide/polylactic acid/melt blending/toughening引用本文复制引用
基金项目
内蒙古自治区关键技术攻关项目(2020GG0107)
内蒙古自治区引智项目(2020CG0069)
内蒙古自治区科技重大专项项目(2020ZD0026)
出版年
2024
NETL
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