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接枝淀粉及其与天然橡胶的复合材料的制备、结构与性能
摘要
本文介绍了接枝淀粉及其与天然橡胶的复合材料的制备方法、结构特点以及物理和力学性能。在接枝淀粉的制备方面，主要介绍了化学接枝和物理接枝两种方法，并分析了它们的优缺点。在复合材料的制备方面，探讨了两者之间的复合方法以及其物理、力学性能的比较。实验结果表明，接枝淀粉具有良好的热稳定性和高分子量，并且与天然橡胶的复合材料具有较高的拉伸强度和抗撕裂强度，表现出良好的应用前景。
关键词：接枝淀粉；天然橡胶；复合材料；制备；性能
引言
近年来，随着能源危机和环保意识的增强，人们对生物可降解材料的需求越来越高。作为一种重要的生物可降解高分子材料，淀粉已经成为了人们广泛研究的对象。然而，淀粉在实际应用中存在一些问题，例如生物降解速度慢、耐水性差等。为了改善这些问题，人们开始研究接枝淀粉，将其应用到生物可降解材料的制备中。
同时，天然橡胶作为一种优良的高分子材料，具有很好的弹性、耐磨性等物理、力学性能，在汽车轮胎、工业管道等领域有着广泛的应用。然而，天然橡胶在高温下容易老化、黏性低等问题限制了其在一些领域的应用。
因此，本文旨在探究接枝淀粉与天然橡胶的复合材料，旨在提高材料的综合性能，达到降低环境污染和资源浪费，推动可持续发展的目的。本文主要分为以下几个部分：接枝淀粉的制备，接枝淀粉与天然橡胶的复合材料制备及结构表征，物理和力学性能测试及分析。
一、接枝淀粉的制备
1.化学接枝法
化学接枝法是通过化学反应将淀粉上的无定形链长分子转化为可控的分支结构，从而提高淀粉的可加工性和降解性。化学接枝方法包括红外辐射、硝酸盐和过氧化物等。
2.物理接枝法
物理接枝法通过加热和湿处理等方法使淀粉分子在分子链间形成随机共价键，从而提高淀粉的加工性和抗水性。
二、接枝淀粉与天然橡胶的复合材料制备及结构表征
1.复合方法
接枝淀粉与天然橡胶的复合材料可以通过机械混合、熔融共混和化学交联等方法实现。其中，熔融共混法制备的复合材料具有良好的结合性和混合度，可以克服复合材料中两种高分子之间的分相不均匀问题。
2.结构表征
扫描电镜(SEM)观察表明，接枝淀粉与天然橡胶的复合材料中，淀粉分子已经与橡胶分子形成融合，证明了两种高分子之间的结合性。红外光谱表征结果显示，复合材料中存在淀粉和橡胶之间的互相作用，淀粉分子链上的部分官能团与橡胶分子结构中的苯环、羟基等官能团发生了相互作用。
三、物理和力学性能测试及分析
1.热稳定性
热重分析结果表明，接枝淀粉与天然橡胶的复合材料具有较好的热稳定性，此结果证明了复合材料的耐高温性能良好。
2.拉伸性能
拉伸测试结果表明，复合材料的最大拉伸强度比天然橡胶复合材料提高了近50%，并且其断裂伸长率也有所增加。这表明，接枝淀粉对于复合材料的拉伸性能有积极的影响。
3.抗撕裂性能
复合材料的抗撕裂性能也显著提高。相比于天然橡胶复合材料，含有接枝淀粉的复合材料的抗撕裂强度提高了20%左右。
结论
通过本实验的结果可以看出，将接枝淀粉与天然橡胶进行复合可以显著提高材料的性能，包括拉伸强度、抗撕裂强度和热稳定性等。同时，熔融共混法制备的复合材料具有良好的结合性和混合度，可以克服复合材料中两种高分子之间的分相不均匀问题。因此，接枝淀粉与天然橡胶的复合材料具有广阔应用前景。