劍麻纖維-聚丙烯樹脂木塑復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文采用自制超分散劑對劍麻纖維進(jìn)行表面處理，通過熔融共混-模壓成型法制備SF/PP木塑復(fù)合材料，研究了劍麻表面處理方法、劍麻含量及與玻璃纖維(GF)混雜的用量對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。采用FTIR、WAXD、TG、DSC、SEM等測試手段對復(fù)合材料的的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，通過試驗得出以下主要研究成果：
　　 1．所合成超分散劑作用機(jī)理是通過分子上的-OH、-SO3H、COO-等錨固基團(tuán)與SF表面上的-OH形成氫鍵和共價鍵，起“

2、分子橋”的作用；而超分散劑中的柔性鏈能與PP較好的相容，從而改善了SF/PP復(fù)合材料的界面相容性。
　　 2．SF/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能表明：經(jīng)超分散劑處理后的SF能有效提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，當(dāng)SF含量為20wt％時，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)22.09kJ.m-2，比堿處理的提高了40.0％；彎曲強(qiáng)度等得到相應(yīng)提高。
　　 3．復(fù)合材料熱性能的研究結(jié)果表明：復(fù)合材料的最大熱分解溫度隨SF含量的增加逐漸增大，熱穩(wěn)定性均優(yōu)于

3、純PP。同時PP的結(jié)晶度也有所提高；GF的加入不僅提高了SF/GF/PP復(fù)合材料的熱分解溫度，也提高了PP相的結(jié)晶速率和結(jié)晶度。
　　 4．摩擦磨損、熱氧老化和浸水試驗研究表明：SF經(jīng)超分散劑處理后，在含量為30wt％時，復(fù)合材料的比磨率最小，耐磨性最佳；當(dāng)SF含量為50wt％時，復(fù)合材料經(jīng)熟氧老化16d后，其沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度下降幅度最大，分別達(dá)10.18 kJ.m-12和3.88MPa，各自保持率為68.3％和78.3％。在

4、相同SF含量下，復(fù)合材料浸水8d后，其沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度下降幅度也最大，分別達(dá)9.88 kJ.m-2和21.02MPa，與未浸水的相比，下降了33.7％和51.4％，吸水率和吸水厚度膨脹率達(dá)最大值6.44％和5.26％。
　　 5．WAXD研究分析表明：SF表面處理方法和SF含量以及GF的加入均不會改變基體樹脂PP的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料中的PP仍以α-晶型為主。
　　 6．SEM形貌分析表明：超分散劑處理的SF能很好地被P

5、P樹脂包覆，使纖維與樹脂間的粘合力提高，且改變了SF/PP復(fù)合材料的斷裂方式，表明超分散劑能進(jìn)—步提高SF與PP的界面相容性；隨著SF含量的增加，沖擊斷面出現(xiàn)的聚集現(xiàn)象加劇，材料斷裂所拔出留下的空穴增多，從而影響了材料的力學(xué)性能：GF在PP樹脂中均勻分散，與SF.彈性體共同延緩裂紋擴(kuò)展，達(dá)到協(xié)同增韌的效果：而水分子進(jìn)入樹脂空隙和微孔，可形成新的微孔和裂縫，導(dǎo)致復(fù)合材料的基體被破壞，復(fù)合材料力學(xué)性能降低。
　　 7．磨損表面的SE