木塑復(fù)合材料的界面相容性及增強(qiáng)機(jī)理研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料的性能優(yōu)異、綠色環(huán)保，且可循環(huán)使用，目前已被廣泛應(yīng)用于戶外庭院、建筑等領(lǐng)域。但在復(fù)合材料使用過(guò)程中，材料界面相容性不佳、抗靜電性能差、耐熱性能不佳等問(wèn)題日漸突出，從而在一定程度上限制了材料的使用。為了改善木塑復(fù)合材料的界面相容性差、耐熱性能不好、抗靜電性能差等問(wèn)題，本文對(duì)木纖維進(jìn)行化學(xué)改性處理，探討了不同改性方法對(duì)木塑復(fù)合材料力學(xué)強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性的影響，借助傅里葉紅外(FTIR)和掃描電鏡(SEM)技術(shù)分析了不同處理方法的界

2、面改性機(jī)制，并向復(fù)合材料基體中添加礦物質(zhì)及導(dǎo)電填料，考察其材料力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性及抗靜電性能的影響，采用掃描電鏡-能譜(SEM-EDS)和x射線衍射儀(XRD)技術(shù)分析了填料對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)酯化處理對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響
　　控制木纖維的酯化反應(yīng)程度可以有效改善木纖維表面的疏水性，改變纖維形態(tài)和微觀形貌，從而提高木塑復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度;酯化處理木粉后，反應(yīng)生成的乙?；糠秩〈死w維表面

3、的羥基，降低了木纖維表面極性，而且木纖維的長(zhǎng)度和壁厚有所增大;酯化處理后的木纖維表面平整光滑，且復(fù)合材料更加致密。
　　(2)木聚糖酶處理對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響
　　木聚糖酶處理能夠增強(qiáng)木塑復(fù)合材料的界面結(jié)合，在木聚糖酶處理溫度為40℃、時(shí)間2h、pH4.5、濃度800IU·g-1時(shí)，木纖維的纖維素相對(duì)含量及結(jié)晶度增加，半纖維含量減小，木質(zhì)素相對(duì)含量增加;木纖維的材質(zhì)變軟、表面變得粗糙，增大了與塑料分子的接觸面積，從而木塑

4、復(fù)合材料的力學(xué)性能得到提高。
　　(3)硅烷偶聯(lián)劑處理對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響
　　硅烷偶聯(lián)劑處理可提高木塑復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑用量為4wt％時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生了縮聚接枝反應(yīng)，在HDPE和木纖維之間起到了“橋梁”的作用，所以木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性達(dá)到最佳。
　　(4)鋁礬土對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響
　　加入適量鋁礬土后，木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性及耐磨性能得以改善。鋁礬土在木塑復(fù)合

5、材料基體中分布均勻，可有效承擔(dān)載荷，同時(shí)提高了木塑復(fù)合材料的結(jié)晶性能，降低了復(fù)合材料在外在應(yīng)力下引起的變形和破壞;但鋁礬土用量過(guò)高，分布不均勻，容易形成團(tuán)聚現(xiàn)象，反而導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性降低，線性熱膨脹系數(shù)增大。
　　(5)石墨對(duì)木塑復(fù)合材料性能的影響
　　研究了石墨含量對(duì)木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度、電阻率及摩擦靜電荷的影響。結(jié)果表明:隨著石墨含量的增加，木塑復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度逐漸降低，主要是由于加入石墨后，材料內(nèi)容易