苧麻-聚乳酸復(fù)合材料的制備、性能優(yōu)化及熱水老化研究.pdf

1、天然植物纖維具有價(jià)廉質(zhì)輕、可再生可自然降解以及較好的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，因此具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。以天然植物纖維為增強(qiáng)材，生物降解樹脂作為基材，開發(fā)出環(huán)境友好、可自然降解的綠色復(fù)合材料，已經(jīng)成為代替現(xiàn)有玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的有力選擇。本文以苧麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料為對(duì)象，從界面性能改善、界面濕熱老化監(jiān)測(cè)及成型制備工藝優(yōu)化等幾個(gè)方面，開展了系統(tǒng)的表征、分析和研究。
　　首先，本文采用水和不同濃度的堿液對(duì)苧麻纖維進(jìn)行表面處理，以探討不同處

2、理方式對(duì)苧麻纖維表面性能的影響，并對(duì)處理前后的苧麻纖維進(jìn)行表征，開展了包括表面形貌的觀察、紅外光譜測(cè)試、結(jié)晶度分析和單纖維拉伸強(qiáng)度的測(cè)試。結(jié)果表明，水處理和堿液處理都去除了纖維表面的部分雜質(zhì)，對(duì)表面形貌和性能產(chǎn)生一定影響。苧麻纖維經(jīng)水處理和5％NaOH溶液處理后表面光潔，大部分雜質(zhì)都被除去；經(jīng)10%NaOH溶液處理后，纖維表面部分光潔，部分粗糙且出現(xiàn)殘余表層，由XRD測(cè)試可知，苧麻纖維的晶體結(jié)構(gòu)類型發(fā)生了改變。力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，苧麻

3、纖維經(jīng)過表面處理后，拉伸強(qiáng)度均顯著增強(qiáng)。水處理后纖維拉伸強(qiáng)度相比于未處理時(shí)增加了52%，5%NaOH溶液處理后纖維強(qiáng)度增加了30%，10%NaOH溶液處理后纖維強(qiáng)度增加了19%。
　　其次，本文通過微滴抽拔的方法和剪滯模型來評(píng)估苧麻/PLA復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能；并分別對(duì)水處理和堿液處理后的苧麻纖維/PLA微復(fù)合材料進(jìn)行熱水老化實(shí)驗(yàn)，探究其對(duì)界面及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，水處理和5%堿液處理后的微復(fù)合材料的界面剪切力都顯著增強(qiáng)，

4、水處理后提升了39%，5%NaOH處理后提升了50%。而經(jīng)10%NaOH溶液處理后，界面剪切強(qiáng)度顯著下降。對(duì)于熱水老化試驗(yàn)，水老化后，水處理后的苧麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能均強(qiáng)于5%NaOH處理后的界面粘結(jié)性能。
　　最后，本文從實(shí)際應(yīng)用的角度采用熱壓工藝制備了苧麻纖維/PLA復(fù)合材料的板材，并用水處理和循環(huán)往復(fù)拉伸的處理方法處理苧麻織物，分析其對(duì)苧麻織物增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過水處理后循環(huán)往復(fù)