全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !"，+02 #
3456，$ % & %
捏合温度和木纤维水分对木纤维 7聚乳酸
复合材料中聚乳酸的影响!
郭文静8 王8 正8 鲍甫成8 常8 亮
（中国林业科学研究院木材工业研究所 8 北京 &%%%9&）
摘 8 要：8 采用捏合法制备木纤维 7 聚乳酸（:;<=.-）复合材料。通过凝胶色谱法（ >=(）和差示扫描量热法
（?’(）研究捏合温度和木纤维水分对 :;<=.- 生物质复合材料中聚乳酸分子质量及热性能的影响。结果表明：捏
合温度对 :;<=.- 生物质复合材料中 =.- 性能影响显著。随着捏合温度由 &@% A升高到 $%% A，:;<=.- 复合材
料中 =.- 的重均分子质量（+! B）明显下降，数均分子质量（+! C）在 $%% A时也明显下降，在 &9% A时，=.- 分子多分
散系数最小。不同捏合温度的 :;<=.- 复合材料中，=.- 熔融温度略有不同，熔融温度变化与 =.- 分子质量相关。
木纤维水分对捏合法制备的 :;<=.- 复合材料中 =.- 的分子质量和热性能的影响不显著。
关键词：8 :;<=.- 复合材料；分子质量；热性能；木纤维水分；聚乳酸
中图分类号：,D#E#2 ! F &8 8 8 文献标识码：-8 8 8 文章编号：&%%& 7 G!@@（$%&%）%# 7 %&&" 7 %"
收稿日期：$%%9 7 %# 7 %9。
基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（(-;)+,$%%G(%$）。
!鲍甫成为通讯作者。
!""#$% &" ’(#)*+(, -#./#0)%10# )(* 2&&* 3+4#0 5&+6%10# &( 70&/#0%+#6 &" 7&898)$%+$
:$+* +( 2&&* 3+4#0;7&898)$%+$ :$+* <&./&6+%#
>H0 :ICJKCL8 :4CL MNICL8 O40 ;HPNICL8 (N4CL .K4CL
（"#$#%&’( )*$+,+-+# ./ 0..1 )*1-$+&2，3458 6#,7,*8 &%%%9&）
:46%0)$%：8 :00Q RKSI5YCI4QKCL VIWTI54VH5I 4CQ B00Q RKSI5 W0KXVH5I 0C W01IPH145 BIKLNV 4CQ VNI5W41 T50TI5VKIX 0R T01U14PVKP 4PKQ（=.-）KC :;<
=.- P0WT0XKVI BI5I 4C41UZIQ HXKCL LI1 TI5WI4VK0C PN50W4V0L54TNU（>=(）4CQ QKRRI5ICVK41 XP4CCKCL P4105KWIVI5（?’(）6
,NI 5IXH1V KCQKP4VIX VN4V YCI4QKCL VIWTI54VH5I N4Q 4 XKLCKRKP4CV IRRIPV 0C VNI T50TI5VKIX 0R =.- KC :;<=.- P0WT0XKVI6 ,NI
BIKLNV WI4C W01IPH145 BIKLNV（+! B）0R =.- KC :;<=.- P0WT0XKVI QIP5I4XIQ BKVN YCI4QKCL VIWTI54VH5I KCP5I4XIQ R50W
&@% A V0 $%% A 6 ,NI CHWSI5 WI4C W01IPH145 BIKLNV（+! C）QIP5I4XIQ 4V $%% A 0C1U6 ,NI W01IPH145 T01UQKXTI5XKVU（=?）
0R =.- B4X VNI 10BIXV 4V &9% A 6 ,NI WI1V VIWTI54VH5I 4CQ P01Q P5UXV41 VIWTI54VH5I BI5I QKRRI5ICV R05 :;<=.- P0WT0XKVI
BKVN QKRRI5ICV YCI4QKCL VIWTI54VH5I6 ,NI PN4CLI 0R WI1V VIWTI54VH5I B4X P055I14VK[I V0 VNI W01IPH145 BIKLNV 0R =.-6 +0
W45YIQ IRRIPV KCQHPIQ SU B00Q RKSI5 W0KXVH5I V0 W01IPH145 BIKLNV 4CQ VNI5W41 T50TI5VKIX 0R =.- 0R :;<=.- SK0<
P0WT0XKVI6
’#9 =&0*6：8 :;<=.- P0WT0XKVI；W01IPH145 BIKLNV；VNI5W41 T50TI5VKIX；B00Q RKSI5 W0KXVH5I；T01U14PVKP 4PKQ
8 8 聚乳酸（=.-）是由来源于植物资源的原料制成
的一种新型可生物降解塑料。扩展其应用领域，从
而替代现有传统塑料，是当前的研究热点。用天然
植物纤维与可生物降解的 =.- 塑料复合制备生物
质复合材料，不但可以降低 =.- 塑料成本，促进木
塑复合材料广泛应用，而且可以改善 =.- 塑料的性
能（\YXW4C #+ %9:，$%%#；郭文静等，$%%@）。木纤维
（:;）< =.- 生物质复合材料是具有非常广泛应用
前景的新型木塑复合材料（]HQ4 #+ %9:，$%%"），这是
一类完全可生物降解的生物质复合材料，可以替代
现有的普通塑料复合材料，如用于汽车内饰部件等，
可减少废弃材料造成的环境负担。
=.- 是一种热塑性高分子材料，当温度高于其
熔融温度时，材料很快呈黏流态，=.- 复合材料制备
正是利用 =.- 这一特性。=.- 是温度敏感材料，在
受热条件下易发生降解（ ^4WXNKQK #+ %9:，&9@@）。
>0L01IBXYK 等（&99G）研究表明聚乳酸经注射成型
后，=.- 的重均分子质量由 &92 @ 万下降到 E2 # 万，
! 第 " 期 郭文静等：捏合温度和木纤维水分对木纤维 #聚乳酸复合材料中聚乳酸的影响
制成的产品经 $"% &高温处理后，随着处理时间延
长，聚乳酸产品的分子质量下降更多。’()* 等
（+,,%）研究了捏合温度对竹纤维 -聚丁二酸丁二醇
酯（./0）复合材料中 ./0 相的结晶及材料黏弹性的
影响，结果表明：随捏合温度升高，复合材料中 ./0
原料的结晶温度下降，./0 原料的重均分子质量随
捏合温度升高而下降，但是对于复合材料中 ./0 的
重均分子质量变化没有进行研究。 1233245 等
（+,,$）的研究也表明，温度对于剑麻改性淀粉复合
材料性能有显著影响。因此有必要就温度在木纤维
与 .67 复合材料制备过程中的影响进行研究。
.67 也是一种易水解的高分子材料，在一定的
条件下会由于水解反应而降解（ 6* !" #$%，$888）。木
纤维具有非常高的比表面积，在空气中极易吸湿而
富含水分。丹麦科技大学的 .924:5;; 等（+,,"）已经
就复合材料热压温度和水分对 .67 和黄麻复合材
料制备及性能影响进行了初步研究，认为在复合材
料制备过程中，.67 的重均分子质量会随着复合温
度升高和水分增加略有下降，但变化不显著。
不过，上述研究是基于采用 .67 膜与黄麻纤维层压
法的复合材料，材料之间没有剪切作用，而且复合材
料是在真空条件下进行热压的。在 .67 等可生物
降解塑料及天然植物纤维复合材料制备中，原料通
常在高温下受到剪切等作用。而 <=>.67 复合材料
中 .67 性能对复合材料整体性能至关重要，所以研
究捏合温度和木纤维水分在 <=>.67 复合材料受热
与剪切作用条件的制备过程中对 .67 性能的影响，
对于 <=>.67 复 合 材 料 研 究 与 制 备 具 有 重
要意义。 ! !
$! 材料与方法
!" !# 试验材料及仪器设备
聚乳酸（ .67）：日本 ’?)2)2@ 公司提供，型号
.67,,+，重均分子质量 $AA ,,, B·C(9 # $，含水率低
于 +D；木纤维（<=）：去树皮的思茅松（ &’()*
+!*’,# E2)F $#(-.’#(!(*’*）热磨机械浆纤维，用筛分仪
筛取 +, G A, 目之间的木纤维。
筛分仪：HI6 +,, 型，德国 HF I3B59JC233 7K 公
司产；恒温恒湿箱：6L6>$$" 型，日本 I0.IM 公司
产；捏合机：62N( .92J;(C*99 O(P59 M 型，日本 Q(@(
05*:* 05*J2:?>JR( 公司产；凝胶渗透色谱仪：.6>K.M
%, 型，英国 .(9@C5) 62N()2;()*5J 公司产；差示扫描
量热仪：S0M>A, 型，日本岛津公司产；电热恒温鼓
风干燥箱：SLK>8$T,7 型，上海一恒科科学仪器有
限公司产。
!" $# 试验设计及复合材料制备
根据 .67 的熔融特性和木纤维特点，确定捏合
温度分别为 $U,，$8, 和 +,, &；设计木纤维水分分
别为 "D，AD，8D 和 $+D。试验采用全因子试验
（表 $）。
表 !# 不同捏合温度与木纤维水分 %&’()* 复合材料试验设计
+,-" !# +./ 0/1234/0 5/67/8,598/ ,40 %& 6:21598/ ;:45/45 <:8 %&’()* ;:67:125/ 78/7,8,52:4
试验号 IVW5)*C53; X(F $ + " T % A Y U 8 $, $$ $+
木纤维水分 <= C(*J;?)5 4(3;53; - D " A 8 $+ " A 8 $+ " A 8 $+
捏合温度 ’352P*3B ;5CW5)2;?)5 - & $U, $U, $U, $U, $8, $8, $8, $8, +,, +,, +,, +,,
! ! 木纤维水分平衡温度为复合材料制备时平均温
度 +, &。根据文献（成俊卿，$8UU）中木材平衡含
水率图确定水分 AD，8D和 $+D木纤维的平衡湿度
条件分别为 ",D，%,D和 A%D。木纤维经恒温恒湿
平衡后实测水分分别为 AZ ATD，UZ %AD和 $$Z AUD。
设定水分为 "D 的木纤维在 Y, &的电热恒温鼓风
干燥箱中干燥，实测水分为 +Z ,%D。
根据表 $ 的试验条件，将木纤维和 .67 按 A [ T
质量比加入到中复合，转速 %, )·C*3 # $，捏合时间
8 C*3，试验完成后，打开捏合机，将复合材料全部取
出待用。每次 T, B，重复 " 次。
!" =# 性能分析
$F "F $! 分子质量及其分布 ! 样品处理：随机取各
试验条件 <=>.67 复合材料约 ,Z " B 溶于 ", C6 三
氯甲烷中，待样品溶解后，用坩埚过滤器过滤，收集
滤液待测。试验条件：用 .6 B59 % !6 O1\IS>M 交
联聚苯乙烯凝胶柱，三氯甲烷为流动相，流速 $Z ,,
C6·C*3 # $，进样量 $,, !6，试验温度 T, &。
$Z "F +! 热性能分析 ! 采用 S0M 对复合材料中 .67
冷结晶温度（ /44）、熔融温度（ /C）等热性能进行分
析。随机取样，样品无重复。测试温度范围：室温
至 +A, &；升温速度：$, &·C*3 # $；参比物：
79+]"；气体介质：静态空气。
+! 结果与讨论
$> ! # %&’()* 复合材料中 ()* 分子质量及其
分布
以不同分子质量聚苯乙烯的 K.M 曲线为标准
Y$$
林 业 科 学 !" 卷 #
曲线，经数据分析处理软件分析后，得到不同 $%&
’() 复合材料中 ’() 的重均分子质量 +!*、数均分
子质量 +! + 及多分散系数 ’,（ -./0123-453260），并对
其进行显著性检验和多重比较，分析捏合温度和木
纤维水分对 $%&’() 复合材料中 ’() 性能的影响。
数据分析结果见表 7，8。
从表 7 可见，捏合温度对 $%&’() 复合材料中
’() 的 +!*，+! + 及 ’, 值都影响显著。木纤维水分
对 +!* 和 +! + 的 影 响 比 较 显 著，对 ’, 值 影
响显著。 # #
表 !" #$%&’( 复合材料中 &’( 分子质量及其分布的方差分析
)*+, !" -*./*012 *0*345/5 67 8632193*. :2/;<= *0> ?634>/5?2.5/=4 67 &’( /0 #$%&’( 168?65/=2
性能
’5.-456243
方差来源
9.:5;4
自由度
,4<544 .= =544
平方和
9:> .= 3?:@543
均方
A4@+ 3?:@54
"
显著性
92<+2=2;@+;4
木纤维水分 $% >.236:54 ;.+64+6 8 BC !7! D BC E!E " 7C 8" BC EFB !
+!*
捏合温度 G+4@12+< 64>-45@6:54 7 FC 7E8 F 8H "B" I "BC EF BC BBB E
误差 J55.5 " BC 8KD F BC BKD D
总计 L.554;641 6.6@/ EE FC DDI 7
木纤维水分 $% >.236:54 ;.+64+6 8 BC 8K7 ! BC EEF K 7C 7! BC EI! E
+! +
捏合温度 G+4@12+< 64>-45@6:54 7 8H 8I7 " EC "DE 8 87C 7K BC BBB "
误差 J55.5 " BC 8E! F BC BK7 !
总计 L.554;641 6.6@/ EE !C B!D "
木纤维水分 $% >.236:54 ;.+64+6 8 BC BE8 D BC BB! " !C E" BC B"K E
’,
捏合温度 G+4@12+< 64>-45@6:54 7 BC B7E F BC BEB D DC KF BC BE8 B
误差 J55.5 " BC BB" " BC BBE E
总计 L.554;641 6.6@/ EE BC B!7 8
表 @" 捏合温度和木纤维水分对 #$%&’( 复合材料中 &’( 分子质量及其分布影响的多重比较（’AB 检验）!
)*+, @" ’AB =25= 76. C02*>/0; =28?2.*=9.2 *0> #$ 86/5=9.2 160=20= 60 8632193*. :2/;<= *0>
?634>/5?2.5/=4 67 &’( /0 #$%&’( 168?65/=25
因子
%@;6.53
水平
(4M4/3
样本量
N:>O45
+!* +! + ’,
平均值
A4@+ M@/:4 P
（ Q EB! <·>./ R E）
显著性
92<+2=2;@+;4
平均值
A4@+ M@/:4 P
（ Q EB! <·>./ R E）
显著性
92<+2=2;@+;4
平均值
A4@+ M@/:4
显著性
92<+2=2;@+;4
EIB# ! EEC DK7 K ) "C "BF K ) EC IEB )
捏合温度
G+4@12+< 64>-45@6:54 P S
EDB ! EEC !7B B T "C "EK B ) EC F!8 T
7BB ! EBC EBF K L KC !IK B T EC I!K )
7C BK 8 EEC !7B B ) "C 88" F ) EC I7F )
木纤维水分
$% >.236:54 ;.+64+6 P U
"C "! 8 EBC D8" F ) "C BE" F ) EC I7F )
IC K" 8 EEC B88 8 ) "C E88 8 ) EC IBB )T
EEC "I 8 EEC 7KB B ) "C !K" F ) EC F!8 T
# # !(9, 检验是最小差异检验法。(9, >4@+3 /4@36 32<+2=2;@+6 12==454+;4H下同。VW4 3@>4 O4/.*H
7C EC E# 捏合温度对 $%&’() 复合材料中 ’() 分子
质量及其分布的影响 # 图 E 是不同捏合温度制备的
$%&’() 复合材料中 ’() 的 +!*，+! + 及 ’, 值。
表 8 数据表明，不同捏合温度制备的 $%&’()
复合材料的 +!* 差异显著。从图 E 可见，$%&’() 复
合材料中 ’() 的 +!* 均随着捏合温度增加而明显下
降。在捏合温度为 EIB 和 EDB S之间，温度升高，
+!* 下降幅度较小，而从 EDB S至7BB S，+!* 下降非
常明显。以木纤维水分为 7C BKU的复合材料为例，
捏合温度为 EIB S时，+!* 为 E7C BE Q EB
! <·>./ R E，
EDB S时，+!* 为 EEC "8 Q EB
! <·>./ R E，+!* 降低8 IBB
<·>./ R E；而 7BB S 时制备的复合材料中 ’() 的
+!* 为 EBC "7 Q EB
! <·>./ R E，与 EDB S相比，降幅达
EC B Q EB! <·>./ R E以上。
表 8 数据可见，捏合温度为 EIB 和 EDB S时，
$%&’() 复合材料中 ’() 的 +! + 之间的差异不显
著。而捏合温度为 7BB S时，与其他捏合温度的差
异显著，+! + 明显下降。以木纤维水分为 7C BKU 的
复合材料为例，捏合温度为 EIB S时，+! + 为 "C !! Q
EB! <·>./ R E，EDB S时，+! + 为 "C FI Q EB
! <·>./ R E，
+! + 增加为 8 !BB <·>./
R E；木纤维水分为 "C "!U的
复合材料在捏合温度为 EIB S时，+! + 为 "C "F Q EB
!
<·>./ R E，捏合温度为 EDB S 时，+! + 降低 7 KBB
<·>./ R E；而 7BB S时复合材料中 ’() 的 +! + 有非
常明显下降。
由图 E 可见，捏合温度为 7BB S的复合材料中
’() 的 ’, 值最大，说明该温度制备的复合材料中
’() 的分子质量分布宽，捏合温度为 EIB 的复合材
IEE
! 第 " 期 郭文静等：捏合温度和木纤维水分对木纤维 #聚乳酸复合材料中聚乳酸的影响
料中 $%& 的 $’ 值次之，捏合温度为 ()* +时复合
材料中 $%& 的 $’ 值最低，$%& 分子质量分布较窄。
表 " 表明，捏合温度 (,* 和 -** +之间的 $’ 值差异
不显著，而捏合温度 ()* +与其他捏合温度之间的
差异显著。复合材料中 $%& 的 $’ 值随捏合温度的
变化规律是与复合材料制备过程中，不同温度下复
合材料熔体的剪切作用及受热历程相关的。随着
./0$%& 复合材料捏合温度升高，其重均分子质量
不断下降，可能是由于捏合温度的热效应引起 $%&
分子普遍断链降解，而且温度越高，降解越严重。另
外，在捏合过程中，$%& 除了受热外，在捏合机中还
受到剪切作用，根据 ./0$%& 复合材料制备过程中
的现象，在 ()* +时，复合材料熔体的剪切作用最
强，(,* +时次之，-** +时，由于熔体黏度进一步降
低，剪切作用最弱。
图 (! 不同捏合温度 ./0$%& 复合材料中 $%& 的 +! 1，+! 2 和 $’
/345 (! 678 +!1，+! 2 92: $’ ;< $%& 32 ./0$%& =;>?;@3A8@ 13A7 :3<<8B82A C289:324 A8>?8B9ADB8@
-E (E -! 木纤维水分对 ./0$%& 复合材料中 $%& 分
子质量的影响 ! 由图 ( 可见，捏合温度为 (,* +时，
不同水分木纤维的 ./0$%& 复合材料中 $%& 的 +!1
从 ((E ,( F (*G 4·>;H # (至 (-E *( F (*G 4·>;H # (不
等，最大差值仅为 - *** 4·>;H # (，+! 2 之间的最大差
值也仅为 " G** 4·>;H # (，根据高聚物及凝胶渗透
色谱法的特点，该差异不够显著。捏合温度为 ()*
+时，不同水分木纤维制 ./0$%& 复合材料中 $%&
的 +!1 和 +! 2 的变化与捏合温度为 (,* +时相同，随
着木纤维水分变化，+!1 和 +! 2 变化不大。捏合温度
为 -** +时，除水分为 IE IGJ 的复合材料外，随着
木纤维水分增加，+!1 和 +! 2 呈下降趋势，但是下降
幅度也都在 K *** 4·>;H # (以内。表 " 的分析也表
明，不同水分木纤维制备的 ./0$%& 复合材料中
$%& 的 +!1 和 +! 2 之间的差异不显著。
对于 ./0$%& 复合材料中 $%& 分子质量分布，
木纤维水分较低时（-E *-J L ,E KIJ 之间）差异不
显著，而木纤维水分较高时，其分散性较低，而且与
其他水分间差异显著。
!" !# $%&’() 复合材料中 ’() 的热性能
图 - 是在不同捏合温度下制备的木纤维水分为
IE IGJ的 ./0$%& 复合材料的 ’MN 曲线。在图 -
中，温度范围 I* L O* +是 ./0$%& 复合材料中 $%&
的玻璃态转变特征区，随着捏合温度升高，玻璃化转
变和大分子解缠结特征温度略有升高。在温度范围
为 (** L ((* +内，明显的放热峰是 $%& 的冷结晶
峰（PDH32@C3 "# $%&，-**K）。(I* L (O* +的温度范围
是复合材料中 $%& 结晶区的熔融特征峰。
图 -! 木纤维水分为 IE IGJ的 ./0$%&
复合材料的 ’MN 曲线
/345 -! 678 ’MN =DBQ8@ ;< ./0$%& =;>?;@3A8@ 13A7
1;;:<3R8B >;3@ADB8 =;2A82A IE IGJ
将不同水分木纤维及捏合温度制备的 ./0$%&
复合材料的 ’MN 曲线进行分析，得到不同 ./0$%&
复合材料中的熔融温度（ ’>）及冷结晶温度（ ’==），
并 对 其 进 行 方 差 分 析 和 多 重 比 较，结 果
见表 G，K。 ! !
-E -E (! 捏合温度对 ./0$%& 复合材料中 $%& 的热
性能的影响 ! 由表 G 可见，捏合温度对 ./0$%& 复
合材料中 $%& 的 ’> 和 ’==的影响都显著。由表 K
可见，在所选择的 " 个捏合温度中，捏合温度为
()* +制备的复合材料中 $%& 的平均 ’> 最低，-**
+时复合材料中 $%& 的平均 ’> 最高，而且两温度
)((
林 业 科 学 !" 卷 #
间的差异显著；捏合温度为 $%& ’时，()* 的平均 !+ 值居中，与其他两捏合温度间的差异不显著。
表 !" #$%&’( 复合材料中 &’( 的 !) 和 ! **的方差分析
+,-. !" /,01,2*3 ,2,45616 78 !) ,29 ! ** 78 &’( 12 #$%&’( *7):761;36
性能
(,-./,01/2
方差来源
3-4,5/
自由度
6/7,// -8 8,//
平方和
34+ -8 294:,/2
均方
;/:< 294:,/
"
显著性
317<1815:<5/
木纤维水分 => +-1204,/ 5-<0/<0 ? &@ "%A &@ B?& $@ $! &@ !&!
!+
捏合温度 C误差 G,,-, " $@ B&? &@ B&$
总计 H-,,/50/D 0-0:I $$ !@ B?A
木纤维水分 => +-1204,/ 5-<0/<0 ? ?J F?A $@ $%& B@ !E &@ $"&
!55
捏合温度 C误差 G,,-, " B@ %"A &@ !E%
总计 H-,,/50/D 0-0:I $$ $%@ F&E
表 <" 不同捏合温度和木纤维水分对 #$%&’( 复合材料中 &’( 的 !) 和 ! **影响的多重比较（’=> 检验）
+,-. <" ’=> ;36; 78 ?23,912@ ;3):30,;A03 ,29 )716;A03 *72;32; 78 B779 81-30 72 !) ,29 ! ** 78 #$%&’( *7):761;36
因子
>:50-,2
水平
)/K/I2
样本量
L4+M/,
!+ !55
平均值
;/:< N O $&!
显著性
317<1815:<5/
平均值
;/:< N O $&!
显著性
317<1815:<5/
$%& ! $"%@ "& *P $&!@ %! P
捏合温度 CB&& ! $"A@ $$ * $&"@ B& *
B@ &F ? $"%@ A! * $&!@ !B *
木纤维水分 => +-1204,/
5-<0/<0 N Q
"@ "! ? $"%@ ?$ * $&!@ ?F *
%@ F" ? $"%@ !B * $&F@ !E *
$$@ "% ? $"%@ "! * $&F@ !E *
# # 根据高聚物特性，影响高聚物熔点的因素除结
晶温度、高分子链段结构及拉伸等因素外，还与高聚
物的分子质量有关。为了探明本研究中捏合温度对
()* 熔融温度的影响，将不同 =>R()* 复合材料中
()* 的 !+ 值取倒数后作图（何曼君等，B&&!）（图
?），将该图与前述的 =>R()* 复合材料中 ()* 的
+# < 随捏合温度变化规律的图 $ 相比较可见，复合材
料中 ()* 的 +#< 随捏合温度的变化趋势与 $ N !+ 随捏
合温度的变化趋势相似，都是从 $%& 到 $A& ’，随温
度升高而略有升高；当捏合温度从 $A& ’升到 B&& ’
时，+#< 明显下降，$ N !+ 也都呈下降趋势，即 !+ 明显
上升。由此可见，=>R()* 复合材料中 ()* 的熔融温
度变化与复合材料中聚乳酸的分子质量有一定的依
存关系，即 !+ 随 +#< 下降而升高。
由表 F 还可见，! 55随捏合温度的变化规律与 !+
基本一致，即在所选择的 ? 个捏合温度中，捏合温度
为 $A& ’制备的复合材料中 ()* 的平均 !55最低，
B&& ’时复合材料中 ()* 的平均 ! 55最高，而且两温
度间的差异显著；捏合温度为 $%& ’时，()* 的平
均 ! 55值居中，与 $A& ’间的差异不显著，与 B&& ’
间的差异显著。
B@ B@ B# 木纤维水分对 =>R()* 复合材料热性能的
影响 # 由表 ! 可见，木纤维水分对 =>R()* 复合材
图 ?# 不同木纤维水分的 =>R()* 复合材料中
()* 的 $ N !+ 随温度变化规律
>17J ?# ST/ $ N !+ -8 ()* 5T:<7/2 U10T D188/,/<0
=>R()* 5-+.-210/2
料中 ()* 的 !55和 !+的影响都不显著。
由表 F 中不同水分木纤维制 =>R()* 复合材料
中 ()* 的 !55和 !+值的多重比较也可见，用不同木
纤维水分（由 B@ &FQ 增加到 $$@ "%Q）制备的 =>R
()* 复合材料中 ()* 的 !55及 !+之间的差异不显
著，由此可见，木纤维水分对 =>R()* 复合材料中
()* 的热性能略有影响，但效果不显著。
在本研究中，木纤维水分对复合材料结构与性
能影响不显著。这与 (I:5V/00 等（B&&?）的研究结果
一致。与部分文献（ )1 $% &’(，$AAA）所述的“聚乳酸
易受水分作用而发生水解”的结果有所不同。分析
&B$
! 第 " 期 郭文静等：捏合温度和木纤维水分对木纤维 #聚乳酸复合材料中聚乳酸的影响
其原因，可能是水分在复合材料制备过程中很快就
被排除掉且复合时间较短，水分子没有足够时间与
$%& 分子作用，所以不会对复合材料中 $%& 产生明
显的影响有关。
"! 结论
在 ’()$%& 生物质复合材料制备过程中，捏合
温度对复合材料中 $%& 分子质量的变化影响显著。
在所选择的捏合温度范围内，捏合温度从 *+, -增
加到 .,, -，’()$%& 复合材料中 $%& 重均分子质
量明显下降。在捏合温度*+, -和 */, -之间，数
均分子质量变化不显著，但是当捏合温度增加到
.,, -时，$%& 的数均分子质量明显下降。复合材
料中 $%& 分子质量的多分散系数随捏合温度变化
显著。捏合温度为 */, -时，聚乳酸分子质量多分
散系数最小，分子质量分布较窄。捏合温度对复合
材料中 $%& 的熔融特性有显著影响。当捏合温度
为 */, -时，复合材料中 $%& 的熔融温度最低，捏
合温度为 .,, -时，复合材料中 $%& 的熔融温度
最高。
’()$%& 复合材料中 $%& 的重均分子质量随木
纤维水分增加而略呈下降趋势，但是分子质量的变
化值较少，木纤维水分对复合材料中 $%& 的重均分
子质量和数均分子质量影响不显著，木纤维水分较
高时，对 ’()$%& 复合材料中 $%& 分子质量的分散
性有显著影响。木纤维水分对复合材料中 $%& 的
热性能影响不显著。
参 考 文 献
成俊卿 0 */++1 木材学 0 北京：中国林业出版社，"/. # 2,"0
郭文静，鲍甫成，王 ! 正，等 0 .,,+1 天然植物纤维 3可生物降解塑料
生物质复合材料研究现状与发展趋势 0 林业科学，22（*）：*45
# *6"0
何曼君，陈维孝，董西侠 0 .,,21 高分子物理 0 上海：复旦大学出版
社，+2 # /51
7898:;<=>? @，AB?C?:)DBE:;F $0 *//51 GHH;IF 8H FJ;EKB: FE;BFK;CF 8C
=F;E?:?FL， K8:;IM:BE BCN K;IJBC?IB: OE8O;EF?;= 8H PBE?8M=
O8:L:BIF?N;=0 Q?8KBF;E?B:=，*+：.4* # .441
RMNB A @，SETB: % U，A?=EB A，!" #$0 .,,61 ’88N)H?V;E)E;?CH8EI;N O8:L
（ :BIF?I BI?N）I8KO8=?F;=：;PB:MBF?8C 8H FJ; OJL=?I8K;IJBC?IB: BCN
K8EOJ8:89?IB: OE8O;EF?;=0 W8MECB: 8H &OO:?;N $8:LK;E @I?;CI;，*,.：
2+46 # 266/1
XBCCBI; @，&:: Y，Z?I8:B?= %0 .,,*1 GHH;IF 8H OE8I;==?C9 I8CN?F?8C= 8C
N?K;C=?8C= 8H =?=B: H?V;E= ?C FJ;EK8O:B=F?I V?8N;9EBNBV:; I8KO8=?F;=0
W8MECB: 8H &OO:?;N $8:LK;E @I?;CI;，5/：*,+2 # *,/*1
WBK=J?N? [，RL8C @ R，X>BNB \0 */++1 UJ;EKB: IJBEBIF;E?TBF?8C 8H
O8:L:BIF?N;=0 $8:LK;E，./：.../ # .."21
[8E? \，[?FB9BP?=I8;:B=F?I?FL 8H VBKV88 H?V;E I8KO8=?F;=0 W8MECB: 8H &OO:?;N
$8:LK;E @I?;CI;，/+：6," # 6*.1
[M:?C=>? ^， $?8E>8<=>B G0 .,,40 ]EL=FB::?TBF?8C， =FEMIFME; BCN
OE8O;EF?;= 8H O:B=F?I?T;N O8:L（ %):BIF?N;）0 $8:LK;E，26：*,./,
# *,",,1
%? @， AI]BEFJL @0 *///0 (MEFJ;E ?CP;=F?9BF?8C= 8C FJ; JLNE8:LF?I
N;9EBNBF?8C 8H O8:L（S%):BFIF?N;）0 Q?8KBF;E?B:=，.,："4 # 221
_>=KBC [，@>E?HPBE= A，@;:?C W0 .,,"0 ZBFMEB: H?VE;= B= E;?CH8EI;K;CF
?C O8:L:BIF?I BI?N（ $%&） I8KO8=?F;=0 ]8KO8=?F;= @I?;CI; BCN
U;IJC8:89L，6"：*"*5 # *".21
$:BI>;FF S，&CN;E=;C U %，$;N;E=;C ’ Q，!" #$0 .,,"0 Q?8N;9EBNBV:;
I8KO8=?F;= VB=;N 8C %)O8:L:BIF?N; BCN ‘MF; H?VE;=0 ]8KO8=?F;=
@I?;CI; BCN U;IJC8:89L，6"：*.+5 # *./61
（责任编辑 ! 石红青）
*.*