麥秸稈-PP復(fù)合材料老化性能研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料具有環(huán)境友好性、可持續(xù)性、機(jī)械物理性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、家具、包裝運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè);但貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，在光、熱、氧、雨水、空氣污染物和微生物等環(huán)境因素作用下，會(huì)導(dǎo)致綜合力學(xué)性能和外觀質(zhì)量下降、物化性質(zhì)和電性能發(fā)生改變，使其失去使用價(jià)值。掌握木塑復(fù)合材料老化過(guò)程的性能變化規(guī)律，尋求提高木塑復(fù)合材料抗老化性能的改進(jìn)方法，對(duì)于延長(zhǎng)其使用壽命具有重要意義。本文以偶聯(lián)劑KH550改性的麥秸稈為填充材料，以PP膜為基體，采用混

2、煉和熱壓成型方法制備了未添加和添加紫外線吸收劑UV327、抗氧化劑1010和輔助抗氧劑DSTP的麥秸稈/PP復(fù)合材料，采用紫外線加速老化和自然老化兩種方式對(duì)未添加和添加抗老化劑的麥秸稈/PP復(fù)合材料進(jìn)行老化性能研究，研究麥秸稈/PP復(fù)合材料的綜合性能及其老化規(guī)律，分析麥秸稈/PP復(fù)合材料的老化機(jī)理;采用單因素試驗(yàn)法研究三種抗老化劑對(duì)麥秸稈/PP復(fù)合材料老化性能的作用;采用響應(yīng)曲面法研究三種抗老化劑的最佳配比。主要結(jié)論如下:
　　

3、 (1)紫外線加速老化對(duì)麥秸稈/PP復(fù)合材料性能影響研究分析表明:老化960h顏色變化△E最大，其△E值為27.56。老化時(shí)間大于960h時(shí)，麥秸稈/PP復(fù)合材料力學(xué)性能大幅度下降。老化1200h時(shí)，麥秸稈/PP復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別下降67.2％、47.89％和32.41％。紅外光譜分析可知:麥秸稈纖維中羥基加速了PP的紫外線老化。不同老化時(shí)間下麥秸稈/PP復(fù)合材料微觀表面均有不同程度的裂紋和缺陷，隨老化時(shí)間的延長(zhǎng)

4、，裂紋逐漸向?qū)挾群蜕疃确较蜓由?。在水、熱和紫外線的作用下，PP和麥秸稈纖維降解是造成麥秸稈/PP復(fù)合材料裂紋和缺陷材料的原因。
　　 (2)自然老化對(duì)麥秸稈/PP復(fù)合材料性能影響研究分析表明:老化180d后彎曲強(qiáng)度下降41.30％、拉伸強(qiáng)度下降44.15％、沖擊強(qiáng)度下降32.45％，△E最大值為24.04，表征材料變紅及變黃的色差△a及△b與紫外線老化的麥秸稈/PP復(fù)合材料相比絕對(duì)值增大了72.89％和90.76％。自然老化60

5、d，麥秸稈/PP復(fù)合材料彎曲性能和顏色變化△E分別與紫外線加速老化480h～720h和240h～480h程度相當(dāng);自然老化120d，麥秸稈/PP復(fù)合材料力學(xué)性能和顏色變化△E分別與紫外線加速老化960h～1200h和720h～960h程度近似;自然老化180d，麥秸稈/PP復(fù)合材料與紫外線加速老化1200h的效果相當(dāng)。自然老化表面微觀結(jié)構(gòu)與紫外線加速老化麥秸稈/PP復(fù)合材料相比，其表面質(zhì)量更差，且受戶外催化物影響較嚴(yán)重。
　　

6、(3)紅外光譜分析麥秸稈和PP自然老化和紫外線老化對(duì)其影響表明，自然老化對(duì)麥秸稈作用較明顯，老化后發(fā)色基團(tuán)吸收峰明顯增強(qiáng)。紫外線老化后的PP羰基吸收峰明顯變強(qiáng)，其氧化生成酮;麥秸纖維中存在大量羥基也加速了PP紫外光老化。
　　 (4)不同含量紫外線吸收劑及抗氧劑對(duì)麥秸稈/PP復(fù)合材料老化性能的影響分析表明:當(dāng)UV327、1010和DSTP的含量分別為0.5％、1.2％和1.6％時(shí)，麥秸稈/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能較好;但隨著含量的

7、繼續(xù)增加，麥秸稈/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能會(huì)逐漸下降，紫外線吸收劑UV327、抗氧劑1010和DSTP的添加量的合適范圍為0.5％～1.5％、0.4％～1.2％和0.4％～1.6％;與未添加抗老化劑的PP復(fù)合材料相比，添加抗老化劑的麥秸稈/PP復(fù)合材料表面完整，缺陷和裂紋較少。三種抗老化劑均可大幅度提高紫外線老化后PP復(fù)合材料的接觸角。
　　 (5)分別以顏色變化△E和彎曲強(qiáng)度FS為研究目標(biāo)，用響應(yīng)曲面法研究表明，麥秸稈/PP復(fù)合